Soil carbon stocks under no-tillage mulch-based cropping systems in the Brazilian Cerrado: An on-farm synchronic assessment

No-tillage mulch-based (NTM) cropping systems have been widely adopted by farmers in the Brazilian savanna region (Cerrado biome). We hypothesized that this new type of management should have a profound impact on soil organic carbon (SOC) at regional scale and consequently on climate change mitigation. The objective of this study was thus to quantify the SOC storage potential of NTM in the oxisols of the Cerrado using a synchronic approach that is based on a chronosequence of fields of different years under NTM. The study consisted of three phases: (1) a farm/cropping system survey to identify the main types of NTM systems to be chosen for the chronosequence; (2) a field survey to identify a homogeneous set of situations for the chronosequence and (3) the characterization of the chronosequence to assess the SOC storage potential. The main NTM system practiced by farmers is an annual succession of soybean (Glycine max)or maize (Zea mays) with another cereal crop. This cropping system covers 54% of the total cultivated area in the region. At the regional level, soil organic C concentrations from NTM fields were closely correlated with clay + silt content of the soil (r(2) = 0.64). No significant correlation was observed (r(2) = 0.07), however, between these two variables when we only considered the fields with a clay + silt content in the 500-700 g kg(-1) range. The final chronosequence of NTM fields was therefore based on a subsample of eight fields, within this textural range. The SOC stocks in the 0-30 cm topsoil layer of these selected fields varied between 4.2 and 6.7 kg C m(-2) and increased on average (r(2) = 0.97) with 0.19 kg C m(-2) year(-1). After 12 years of NTM management, SOC stocks were no longer significantly different from the stocks under natural Cerrado vegetation (p < 0.05), whereas a 23-year-old conventionally tilled and cropped field showed SOC stocks that were about 30% below this level. Confirming our hypotheses, this study clearly illustrated the high potential of NTM systems in increasing SOC storage under tropical conditions, and how a synchronic approach may be used to assess efficiently such modification on farmers` fields, identifying and excluding non desirable sources of heterogeneity (management, soils and climate). (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

Finite element and dimensional analysis algorithm for the prediction of mechanical properties of bulk materials and thin films

In this work, the applicability of a new algorithm for the estimation of mechanical properties from instrumented indentation data was studied for thin films. The applicability was analyzed with the aid of both three-dimensional finite element simulations and experimental indentation tests. The numerical approach allowed studying the effect of the substrate on the estimation of mechanical properties of the film, which was conducted based on the ratio h(max)/l between maximum indentation depth and film thickness. For the experimental analysis, indentation tests were conducted on AISI H13 tool steel specimens, plasma nitrated and coated with TiN thin films. Results have indicated that, for the conditions analyzed in this work, the elastic deformation of the substrate limited the extraction of mechanical properties of the film/substrate system. This limitation occurred even at low h(max)/l ratios and especially for the estimation of the values of yield strength and strain hardening exponent. At indentation depths lower than 4% of the film thickness, the proposed algorithm estimated the mechanical properties of the film with accuracy. Particularly for hardness, precise values were estimated at h(max)/l lower than 0.1, i.e. 10% of film thickness. (C) 2010 Published by Elsevier B.V.

In silico analysis of candidate genes involved in light sensing and signal transduction pathways in soybean

Several aspects of photoperception and light signal transduction have been elucidated by studies with model plants. However, the information available for economically important crops, such as Fabaceae species, is scarce. In order to incorporate the existing genomic tools into a strategy to advance soybean research, we have investigated publicly available expressed sequence tag ( EST) sequence databases in order to identify Glycine max sequences related to genes involved in light-regulated developmental control in model plants. Approximately 38,000 sequences from open-access databases were investigated, and all bona fide and putative photoreceptor gene families were found in soybean sequence databases. We have identified G. max orthologs for several families of transcriptional regulators and cytoplasmic proteins mediating photoreceptor-induced responses, although some important Arabidopsis phytochrome-signaling components are absent. Moreover, soybean and Arabidopsis gene-family homologs appear to have undergone a distinct expansion process in some cases. We propose a working model of light perception, signal transduction and response-eliciting in G. max, based on the identified key components from Arabidopsis. These results demonstrate the power of comparative genomics between model systems and crop species to elucidate several aspects of plant physiology and metabolism.

ADAPTABILITY AND STABILITY OF SOYBEAN GENOTYPES UNDER DIFFERENT TIMES OF SOWING

This study aimed to evaluate the average behavior, the genotype x environment (GxE), adaptability and stability of seven soybean cultivars at three sowing dates in Uberlandia-MG. The tests were conducted at Capim Branco Farm, belonging to the Federal University of Uberlandia. Sowing was held on october 29 (1st season), november 24 (2nd season) and december 17 (3rd season) 2007. The experimental design was a randomized, seven genotypes (UFUS Xavante, UFUS Riqueza, UFUS Guarani, UFUS Milionaria, Msoy 8001, Msoy 8411 and Msoy 8914) with three replications in each of three sowing dates. Means were compared by Tukey test at 5% probability. Analysis of adaptability and phenotypic stability of genotypes was performed using the Eberhart and Russell (1966), Lin and Binns (1988) modified by Carneiro (1998) and centroid (NASCIMENTO et al., 2009). For grain yield, the cultivar UFUS Xavante was classified as specific adaptability to environment and high stability. The other cultivars were classified as being of general adaptability. For oil content, the cultivars Msoy 8914 and UFUS Xavante behaved as high stability and was classified as having high adaptability. For the character content of protein, all cultivars behaved as wide adaptability and low stability.

Influence of soybean phenological stage and leaflets age on infection by Phakopsora pachyrhizi

Influence of soybean phenological stage and leaflets age on infection by Phakopsora pachyrhizi This work was conducted to study the influence of soybean growth stage and leaf age on the infection of Phakopsora pachyrhizi, the soybean rust pathogen. Soybean plants (cv. BRS 154 and BRS 258) at the V(3), R(1) and R(5) growth stages were inoculated with a 1 x 10(5) urediniospores per mL suspension. After a period of 24 hours in dew chambers, all plants were removed from the chambers and placed under greenhouse conditions for 20 days. Mean latent period (PLM) and disease severity were estimated. The susceptibility of trifoliate leaves to soybean rust was estimated on cv. BRS 154 at the growth stage R5. Pathogen inoculation was done at the first four trifoliate leaves. Fifteen days after inoculation, leaflets of each trefoil were evaluated for disease severity, lesion mean size and infection frequency. Plants` growth stage did not influence the PLM. Cultivars BRS 154 and BRS 258 presented PLM of 8 and 9 days, respectively. There was no difference in disease severity at the growth stages V(3) and R(1), but those values were higher than at the R(5) growth stage, 8 days after inoculation. The oldest trefoil showed the highest disease values.

Responses of sugarcane, maize, and soybean to phosphorus and vesicular-arbuscular mycorrhizal fungi

The presence of vesicular-arbuscular mycorrhizal (VAM) fungi in long-term cane-growing fields associated with yield decline led to the supposition that VAM fungi may be responsible for the poor yields. A glasshouse trial was established to test the effectiveness of a species of VAM fungi, Glomus clarum, extracted from one of these North Queensland fields on the growth of sugarcane (Saccharum interspecific hybrid), maize (Zea mays), and soybean (Glycine max) for 6 phosphorus (P) rates (0, 2.7, 8.2, 25, 74, 222 mg/kg). For maize and soybean plants that received VAM (+ VAM), root colonisation was associated with enhanced P uptake, improved dry weight (DW) production, and higher index tissue-P concentrations than those without VAM (-VAM). By comparing DW responses of maize and soybean for different P rates, savings in fertiliser P of up to 160 and 213 kg/ha, respectively, were realised. Sugarcane plants were generally less responsive. Apart from a 30% DW increase with VAM when 2.7 mg P/kg was added, DW of +VAM plants was equivalent to, or worse than in the case of 222 mg P/kg, DW of -VAM plants. For all 3 host species, colonisation was least at the highest P application, presumably from excessive P within the plant tissue. Critical P concentrations for the 3 host species were below those reported elsewhere, and for soybean and sugarcane, the critical concentration for +VAM plants was lower than that of -VAM plants. There are 3 implications that arise from this study. First, VAM fungi present in cane-growing soils can promote the growth of maize and soybean, which are potential rotation crops, over a range of P levels. Second, the mycorrhizal strain taken from this site did not generally contribute to a yield decline in sugarcane plants. Third, application of P fertiliser is not necessary for sugarcane when acid-extractable P is

Formas de aplicação de inoculante e seus efeitos sobre a nodulação da soja

Atualmente, tem-se difundido a aplicação de inoculante no sulco de semeadura na cultura da soja, mas há poucas informações que dão suporte a essa prática e comprovam sua eficiência em diferentes ambientes manejados sob plantio direto. Este trabalho teve como objetivo avaliar a viabilidade da aplicação de inoculantes na cultura da soja, via semente e sulco de semeadura, em solo já cultivado ou não com soja. Foram realizados dois experimentos em campo a partir de dezembro de 2004 em Latossolo Vermelho-Amarelo, seguindo o mesmo método e tratamentos, porém em dois locais distintos, com ou sem cultivo anterior de soja. Foram testados oito tratamentos: (1) inoculação via semente (inoculante + fungicida + micronutriente); (2) sem inoculação (fungicida + micronutriente); (3) testemunha (semente pura, sem tratamento); (4) aplicação no sulco-dose 1 (dose do inoculante recomendada no sulco); (5) aplicação no sulco-dose 2 (duas vezes a dose recomendada no sulco); (6) aplicação no sulco-dose 3 (três vezes a dose recomendada no sulco); (7) sulco-dose 1 + inoculação via semente; e (8) adubação com N (200 kg ha-1 N). Foram avaliados massa de matéria seca de nódulos e número de nódulos totais e nódulos viáveis e não-viáveis aos 30 e 75 dias após emergência. A melhor nodulação foi obtida com aplicação de inoculante + fungicida + micronutriente via semente no solo ainda não cultivado. No solo previamente cultivado com soja, destacaram-se os tratamentos uma e duas vezes a dose do inoculante no sulco. Menores valores de massa seca de nódulos na soja foram obtidos no tratamento com adubação mineral. A aplicação via sulco do inoculante mostrou-se uma prática viável, em razão da semelhança dos resultados obtidos com a aplicação tradicional via semente.

Caracterização de genótipos de soja na região dos Cerrados quanto à reação à podridão vermelha da raiz, causada pelos fungos Fusarium tucumaniae e Fusarium brasiliense

A podridão vermelha da raiz de soja vem crescendo em importância, a cada ano, no Brasil, com aumento substancial de participação nas perdas de produtividade. Na região dos Cerrados, são escassos os dados de campo sobre a reação de cultivares à doença. Assim, este trabalho teve como objetivo a caracterização, em campo, de uma série de genótipos de soja, quanto à resistência à podridão vermelha da raiz, em solos naturalmente infestados. Foram testados 71 genótipos de soja, sendo 16 do ciclo de maturação precoce, 28 do ciclo de maturação médio e 27 do ciclo de maturação tardio, em quatro localidades, no entorno do Distrito Federal. O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso, com quatro repetições. A caracterização foi realizada por meio dos níveis de incidência e severidade dos sintomas foliares. Genótipos com altos níveis de resistência à doença foram observados nos três grupos de maturação, em cultivares e linhagens em fase final de melhoramento.

Perdas na colheita mecanizada de soja: uma análise quantitativa e qualitativa

As perdas que ocorrem durante a colheita mecanizada de cereais implicam grandes prejuízos para agricultores e para o País. Na colheita da soja, boa parte das perdas poderia ser evitada. Assim sendo, com este trabalho objetivou-se avaliar as perdas físicas e fisiológicas de sementes de soja, durante a colheita, em diferentes dias e horários. As perdas quantitativas foram agrupadas em perdas na plataforma de corte, perdas nos mecanismos internos e perdas totais, e foram avaliadas em dois horários do dia, entre 9 h e 10 h, e entre 14 h e 15 h, nos dias 18 e 29 de Março e 20 de abril, e, em um experimento paralelo, em três horários, entre 9 h e 10 h, entre 14 h e 15 h e entre 20 h e 21 h, no dia 20 de Abril. As perdas qualitativas foram avaliadas, para sementes colhidas, entre 14 h e 15 h, nos dias 18 e 29 de Março e 20 de Abril, por meio de teste de tetrazólio e de condutividade elétrica. Verificou-se aumento significativo das perdas totais, de 121%, entre o primeiro e o último dia de colheita. A variação das perdas totais durante o dia mostrou-se significativa, atingindo 387,3 kg ha-1, às 21 h. A qualidade fisiológica diminuiu ao longo do período. O horário entre 14 e 15 h apresentou maior perda na plataforma de corte; porém, as perdas totais foram menores. A análise de correlação mostra que as perdas totais são fortemente influenciadas pela umidade da palha.

Faixas de suficiência para teores foliares de nutrientes em algodão e em soja, definidas em função de índices DRIS

A diagnose dos estados nutricionais do algodoeiro e da soja, pelo método de níveis críticos, tem-se embasado em faixas de suficiência estabelecidas há muitos anos, com pequenas adequações no período. Contudo, considerando-se que os teores foliares podem variar, dentre outros fatores, em função do tipo de amostra coletada e do potencial produtivo da cultura, torna-se importante a definição de valores de referência regionais. Este trabalho teve como objetivo estabelecer os teores adequados de nutrientes para algodoeiro e soja, por meio do ajuste de modelos de regressão para o teor foliar em função do índice de equilíbrio nutricional definido pelo Sistema Integrado de Diagnose e Recomendação (DRIS). Utilizou-se um banco de dados, constituído das produtividades e dos teores de nutrientes em amostras foliares de ambas as espécies, coletadas em talhões de lavouras comerciais e em parcelas experimentais, em Mato Grosso do Sul e Mato Grosso. Foram obtidas faixas de suficiência para as folhas índice de algodoeiro (quinta folha totalmente formada, a partir do ápice) e de soja (terceiro trifólio sem e com pecíolo), com amplitude menor do que aquela estabelecida na literatura para estas culturas. Especificamente, para a soja, confirmou-se a existência de diferenças nos valores de referência em função do tipo de folha índice amostrado. Amostras de folha índice sem pecíolo produzem teores significativamente maiores de N, P, B, Fe, Mn e Zn e menores de K, em relação aos das amostras com pecíolo. A desconsideração do modo de amostragem pode induzir a falsos diagnósticos de deficiências ou excessos nutricionais.

Interação entre volume de vaso e competição com plantas daninhas sobre o crescimento da soja

RESUMO A avaliação dos efeitos da competição das plantas daninhas sobre o crescimento da soja é efetuada por meio de ensaios em ambientes protegidos. Esses ensaios, geralmente, são feitos em recipientes (vasos) em que se testam os efeitos desejados em diferentes épocas de coleta. O tamanho (volume) dos vasos a ser escolhido depende do tipo de estudo, da espécie-teste e das variáveis que serão estudadas. Por esta razão, objetivou-se com este trabalho avaliar o efeito do tamanho de vasos na habilidade competitiva da soja com as plantas daninhas Urochloa brizantha e Bidens pilosa. O experimento foi conduzido em casa de vegetação e o delineamento foi em blocos ao acaso, em esquema fatorial 3 × 5, com quatro repetições. Os fatores considerados no experimento foram três sistemas de competição (soja cultivada isoladamente, soja + U. brizantha e soja + B. pilosa) e cinco volumes dos recipientes (2, 4, 7, 10 e 16 dm3). O crescimento das plantas de soja foi afetado tanto pelo volume dos vasos quanto pela competição com U. brizantha e B. pilosa, sendo que U. brizantha foi mais competitiva com a soja. Vasos com maiores volumes aumentam os efeitos da competição sobre o crescimento da soja.

Absorption of primary macronutrients and soybean growth at different compactation densities and moisture levels in a silt loam soil

ABSTRACT Soybean cultivation is increasing rapidly in the region of Alto Vale do Itajaí, State of Santa Catarina, where there is a predominance of silt soils. The objective of this work was to evaluate the content of primary macronutrients in shoots and shoot and root vegetative growth of soybean (Glicine max L. Merrill) grown in a silt-loam soil under different compactation densities and moisture levels. A randomized block design in a 4x4 factorial arrangement was used, with four compactation densities: 1.00; 1.20; 1.40 and 1.60 Mg m-3, and four soil moisture levels: 0.130; 0.160; 0.190 and 0.220 kg kg-1 and four replications. Each pot consisted of the overlapping of three 150-mm PVC rings, where soil was maintained in the higher and lower part of the pot with a density of 1.00 Mg m-3 and in the intermediate ring, the compactation densities were increased. Values of soil density higher than 120 Mg m-3 negatively affected N, P and K uptake by soybean plants, as well as the plant mass of the shoots and roots. The higher levels of soil moisture reduced the compaction effect and promoted better absorption of P and K.

Efeito da adição de metabólitos secundários em componentes de produção de soja, inoculada com Bradyrhizobium e coinoculada com Azospirillum.

A eficiência da fixação biológica de nitrogênio (FBN) em soja (Glycine max) tem possibilitado altos rendimentos de grãos à cultura, sem a necessidade de aplicação do fertilizante nitrogenado. Devido à importância desse processo biológico para a cultura da soja, o emprego de técnicas que possam garantir os benefícios da FBN torna-se necessário. O objetivo desse trabalho foi avaliar a influência de metabólitos secundários (Fatores Nod, oligossacarídeos lipoquitínicos) nos componentes de produção em soja inoculada com Bradyrhizobium e coinoculada com Azospirillum. Foi conduzido um experimento a campo na Embrapa Soja, Londrina, PR (23°12' S e 51°11' W, altitude de 585 m e clima Cfa, segundo Köppen), durante a safra 2013/2014. O delineamento foi em blocos casualizados, com seis repetições. Os tratamentos foram: T1 ? Controle (sem inoculação - SI e sem N); T2 ? Controle nitrogenado (SI e com N: 100 kg ha-1 na semeadura e 100 kg ha-1 no florescimento); T3 ? Inoculado com Bradyrhizobium; T4 ? Coinoculação (Bradyrhizobium + Azospirillum); T5 ? Coinoculação + Fatores Nod; T6 ? Inoculado com Bradyrhizobium + Fatores Nod. Ao final do ciclo da cultura, avaliou-se a altura de plantas (AP), o número de vagens por planta (NVP), o número de grãos por planta (NGP) e o peso de 100 grãos (PCG). Todas as variáveis analisadas apresentaram diferenças significativas pelo teste de Tukey (p < 0,05). O T2 apresentou maior AP (média de 90 cm), apenas em relação ao T4 (média de 74 cm), sem diferir estatisticamente dos demais tratamentos. Os maiores valores médios de NVP foram encontrados no T3 (102 cm) e no T6 (95 cm), diferindo apenas do T2. O T4 e o T6 apresentaram as maiores médias de NGP, sendo 10% maior que no T3, mas diferindo apenas do T1. A maior média de PCG foi observada no T2 (13,6 g), que não diferiu estatisticamente dos T5 (com 13,3 g) e T6 (com 13,2 g). A adição dos metabólitos secundários aumentou o NGP e PCG, em relação ao T3. Além disso, a coinoculação com Azospirillum promoveu aumento do NGP. Dessa forma, a utilização dessas estratégias pode ser benéfica para FBN e, por consequência, elevar a produtividade.

Insetos associados à cultura da soja no estado do Acre, Brasil

A soja é uma cultura em expansão na região Norte e, no Estado do Acre está em fase de adaptação, o que pode levar ao surgimento de insetos e o comprometimento da produção dessa oleaginosa. Por isto, estudou-se a incidência de pragas e de seus inimigos naturais em onze cultivares de soja, em faixas de 40 χ 8m (320m2), em uma área de 3520m2. Em cada faixa monitorada, delimitou-se uma área de 80m2, onde não houve controle de pragas. Semanalmente, foram realizadas, em cada cultivar, duas amostragens na área pulverizada com inseticidas e duas em área não pulverizada, utilizando-se o método do pano de batida. Al&#233;m disso, foram coletados ovos de percevejos-praga para determinação do nível de parasitoidismo dos mesmos. O principal inseto desfolhador foi Cerotoma tingomarianus Bechyné (Coleoptera: Chrysomelidae), que causou maior desfolha nas áreas não pulverizadas, enquanto Lebia concinna Germar (Coleoptera: Carabidae), Callida sp. (Coleoptera: Carabidae) e Tropiconabis sp. (Hemiptera: Nabidae) foram os predadores mais observados. Os percevejos sugadores de sementes mais representativos foram Piezodorus guildinii Westwood (Hemiptera: Pentatomidae) e Euschistus heros Fabr. (Hemiptera: Pentatomidae), que tiveram 39,9 e 53,3% de seus ovos parasitoidados, sendo 94,5 e 100,0% do parasitoidismo dos ovos desses percevejos efetuado pelo microhimenóptero Telenomus podisi Ashmead (Hymenoptera: Scelionidae).

Dinâmica de rizóbios em solo do cerrado de Roraima durante o período de estiagem

A fixação biológica de nitrogênio que ocorre em leguminosas é realizada por um grupo de bactérias conhecidas como rizóbios. A sobrevivência destas bactérias no solo é influenciada por diversos fatores como a temperatura, umidade e fertilidade do solo. O objetivo deste trabalho foi avaliar a dinâmica da população de rizóbios em solo após o cultivo de soja, durante o período de estiagem no cerrado de Roraima. Foram amostradas três áreas: i) cerrado nativo como referência; ii) área cultivada uma vez com soja inoculada com rizóbio; iii) e área cultivada duas vezes com soja inoculada com rizóbio em anos consecutivos. O solo foi coletado na profundidade de 0-10 cm em cinco períodos a partir do inicio da estiagem no mês de setembro de 2006 coincidindo com a época de colheita da soja e prolongando-se até março de 2007 (0, 45, 90, 135 e 180 dias). A população de rizóbios no solo foi avaliada pela técnica do número mais provável (NMP) utilizando plantas de soja e de feijão-caupi como espécies isca. Foi observado que na área nativa praticamente não existiam bactérias nodulantes de soja, mas havia uma população capaz de nodular o feijão-caupi de até algumas centenas de rizóbios por gramas de solo. O cultivo da soja utilizando sementes inoculadas elevou a população de rizóbios no solo que foi constatada por ambas às espécies de plantas isca. Nas áreas cultivadas, constatou-se uma intensa redução da população de rizóbios no solo, em especial logo após a colheita da soja, continuando o decréscimo até o último período de avaliação. Conclui-se que o cultivo da soja inoculada com rizóbio eleva a densidade de rizóbios em solo do cerrado, mas durante a estiagem ocorre uma drástica redução dessa população, que pode chegar a mais de 99% considerando o início e final do período.