Nitrate in soil humic acids revealed by N-14 nuclear magnetic resonance spectroscopy

Ecosystem management such as plant residue retention and prescribed burning can significantly affect soil organic matter (SOM) composition and, thereby, the closely associated carbon (C) and nitrogen (N) cycling processes, which underpin terrestrial ecosystem productivity and sustainability. Humic acid (HA) is an important SOM component and its chemical composition has attracted much attention. Here we report the first application of N-14 nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy to soil HA study, revealing the surprising existence of nitrate-N and ammonia-N in the HAs. This newly discovered HA nitrate-N, though in a relatively low concentrations, is closely related to soil N availability and responsive to plant residue management regimes in contrasting forest ecosystems. The HA nitrate-N may be a useful and sensitive biochemical indicator of SOM quality in response to different ecosystem management regimes.

Starch degradation in 'Kensington' mango fruit following heat treatments

Changes in carbohydrate metabolism of 'Kensington' mango fruit from 2 major production regions in Queensland were measured after conditioning fruit with hot air at 40degreesC for 0, 2, 4, 8 and 16 h or at 22degreesC for 16 h (control) followed by hot-water treatment at either 45degreesC fruit-core temperature for 30 min or 47degreesC fruit-core temperature held for 15 min. Advancing physiological maturity of 'Kensington' mango fruit was correlated with increased starch concentration within the mesocarp. An alpha-amylase inhibitor was present in unripe 'Kensington' mesocarp. alpha-Amylase activity was promoted by conditioning fruit at 40degreesC for 8 h, and this enhanced enzyme activity persisted until the fruit were ripe. Consequently, starch degradation was accelerated and the concentration of total soluble solids was higher in fruit conditioned at 40degreesC for 8 h than in fruit left at the lower temperature of 22degreesC for 16 h or not conditioned. Immediately on removal of fruit from hot-water treatment, activities of alpha-amylase and phosphorylase were inhibited. This inhibition was correlated with higher starch concentration and starch layer and starch spot injuries in these fruit. A positive correlation was also found between increased sucrose concentration and greater starch loss in 40degreesC conditioned 'Kensington' fruit. It is proposed that increased sugar concentration in the mesocarp increased the level of fruit heat tolerance.

Identification of intracellular calcium oxalate crystals in Chamelaucium uncinatum (Myrtaceae)

Intracellular inclusions in the pedicel and calyx-tube tissues of Chamelaucium uncinatum Schauer ( Myrtaceae) flowers are irregular in shape. They were shown, by polarised light and scanning electron microscopy, to be birefringent 8.9-29.5 mum druse (i.e. aggregate) crystals. Energy-dispersive X-ray spectroscopy showed that these crystals were predominantly composed of calcium. Histochemical and acid-solubility tests indicated that the crystals were calcium oxalate. Raman microprobe spectroscopy was used to confirm this chemical identity. The calcium oxalate crystals were located in xylem-vessel lumens and also in parenchyma cells adjacent to vascular tissues. Thus, the crystals may function to regulate soluble calcium concentrations in C. uncinatum tissues near sites where calcium is unloaded from the xylem.

Rootstocks influence 'Hass' avocado fruit quality and fruit minerals

To determine the potential for rootstocks to improve avocado quality, 'Hass' fruit from trees on seedling 'Velvick' (SV), clonal 'Velvick' (CV) or clonal 'Duke 7' (CD) rootstocks were harvested in 1999 and 2000, ripened at 20 C immediately after harvest (non-stored) or stored at 5 C for four weeks (stored), and then fruit quality and mineral concentrations determined. In 2000, non-stored CV fruit had lower severity of body rots (5% of flesh volume affected, caused mainly by Colletotrichum gloeosporioides) than CD fruit (20%), while body rots severity in stored CV fruit was 20% compared with 38% in stored CD fruit. Stored CV fruit had less severe diffuse discoloration (3% and 9% in 1999 and 2000, respectively) than CD fruit (7% and 20%, respectively). Stored CV fruit also had less severe vascular browning (19%) than CD fruit (33%) in 2000. In both seasons, CV fruit had 15-19% higher flesh calcium concentrations, 17-22% higher flesh boron concentrations, and 14-15% lower flesh nitrogen concentrations than CD fruit. In 2000, CV fruit also had 27% more skin calcium and 14% less skin nitrogen than CD fruit. There were no effects of rootstock on yield, canopy volume, measured length of non-suberized roots, average fruit weight, fruit length: width ratio, skin thickness, dry matter, proportion of the fruit skin purple-black when ripe, or seed mass: fruit weight ratio. These results suggest that there is potential to improve 'Hass' avocado quality through rootstock selection, and that tree and fruit mineral concentrations have a role in this relationship.

Calcium treatment of harvested Geraldton waxflower does not enhance postharvest quality

Postharvest flower abscission from cut Geraldton waxflower (Chamelaucium uncinatum) is mostly caused by fungal invasion. Elevated plant tissue calcium concentrations through postharvest application reduces fungal disease severity in various crops. Such results may be explained by strengthening of plant cell walls by calcium. Strengthening provides a structural barrier to fungal hyphae, thereby restricting invasion of plant cells. Postharvest pulsing with calcium solution substantially increased calcium concentrations in waxflower tissues. Ca-45 tracer revealed calcium distribution throughout flowering sprigs, including infection sites such as stylar tissue. However, pulsing waxflower sprigs with calcium did not suppress either disease or flower abscission, nor did it enhance vase life.

Influence of planting date, method of handling and seed size on supersweet sweet corn seed quality

A supersweet sweet corn hybrid, Pacific H5, was planted at weekly intervals (P-1 to P-5) in spring in South-Eastern Queensland. All plantings were harvested at the same time resulting in immature seed for the last planting (P-5). The seed was handled by three methods: manual harvest and processing (M-1), manual harvest and mechanical processing (M-2) and mechanical harvest and processing (M-3), and later graded into three sizes (small, medium and large). After eight months storage at 12-14degreesC, seed was maintained at 30degreesC with bimonthly monitoring of germination for fourteen months and seed damage at the end of this period. Seed quality was greatest for M-1 and was reduced by mechanical processing but not by mechanical harvesting. Large and medium seed had higher germination due to greater storage reserves but also more seed damage during mechanical processing. Immature seed from premature harvest (P-5) had poor quality especially when processed mechanically and reinforced the need for harvested seed to be physiologically mature.

How does residue management impact soil organic matter composition and quality under Eucalyptus globulus plantations in southwestern Australia?

This study investigated the influence of harvest residue management practices on soil organic matter (SOM) composition and quality from two second-rotation Eucalyptus globulus plantations in southwestern Australia, using solid-state 13C nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy with cross-polarisation and magic-angle-spinning (CPMAS). Soil samples (0–5 cm) were collected every 12 months for 5 years from two sites that had contrasting soil types and fertility. Harvest residue management treatments established at both sites were (a) no harvest residues; and (b) double harvest residues. The use of 13C CPMAS and DD NMR spectroscopy enabled the successful non-destructive detection of SOM quality changes in the two E. globulus plantations. Relative intensities of 13C CPMAS NMR spectral regions were similar at both sites, and for both harvest residue treatments, indicating that SOM composition was also similar. Dipolar dephasing (DD) NMR spectra revealed resonances in SOM assigned to lignin and tannin structures, with larger resonances in the carbonyl and alkyl C regions that were indicative of cuticular material, enabling detection of changes in SOM quality. Retention of double harvest residues on the soil surface increased the soil quality compared with removal of all harvest residues at both sites as indicated by the NMR aromaticities, but this was most noticeable at Manjimup, which had greater initial soil fertility.

Yield responses to ethephon for unshaken and mechanically shaken macadamia

Ethephon promotes fruit abscission and accelerates harvest of macadamia, Macadamia integrifolia (Proteaceae), but has limited use due to concerns that associated abscission of inner-canopy leaves may reduce subsequent yield and nut quality. Yield and quality were monitored for 2 years following ethephon application to both unshaken and mechanically shaken trees of the late-abscising cultivar, A16. Nut quality was not adversely affected in subsequent seasons, but effects on yield varied. In 3 of 6 experiments, ethephon reduced yield in the year after application. However, in 4 of the 6 experiments, 2 years of ethephon application greatly elevated yield in the third year. This was not a compensating recovery from low second-year yield, as third-year yield of trees that received only 1 ethephon treatment did not differ from yield of control trees. Ethephon-assisted harvest remains feasible for macadamia, although further work is warranted given the potential risks and considerable benefits for subsequent yield. Inner canopy defoliation, resulting from ethephon use, could represent a canopy management technique for dense-canopy fruit trees.

Compositional changes of Australia-grown Western Schley pecans [Carya illinoinensis (Wangenh.) K. Koch] during maturation

Changes in composition during the maturation of Western Schley pecans [Carya illinoinensis (Wangenh.) K. Koch] grown in Australia were investigated. Pecans of different maturity levels were collected at monthly intervals between March and June in. 1999 and 2000 and analyzed for the concentrations of moisture, total lipid, sucrose, raffinose, protein, and the minerals aluminum, boron, calcium, copper, iron, potassium, magnesium, manganese, sodium, phosphorus, sulfur, and zinc. Moisture, total lipid, and calcium contents changed significantly (p < 0.05) with harvest time and maturity, whereas the other components did not. Western Schley pecans grown in Australia should be harvested after the shuck has opened and it is either green or brown in color to maximize total lipid content and quality. This occurred after May 11 in 1999 and after May 17 in 2000.

Low temperature induced spikelet sterility in rice. I. Nitrogen fertilisation and sensitive reproductive period

Low temperature during panicle development in rice increases spikelet sterility. This effect is exacerbated by high rates of nitrogen (N) application in the field. Spikelet sterility induced by low temperature and N fertilisation was examined in glasshouse experiments to clarify the mechanisms involved. In two glasshouse experiments, 12-h periods of low (18/13degreesC) and high (28/23degreesC) day/night temperatures were imposed over periods of 5-7 days during panicle development, to determine the effects of low temperature and N fertilisation on spikelet sterility. In one experiment, 50% sunlight was imposed together with low temperature to investigate the additive effects of reduced solar radiation and low temperature. The effect of increased tillering due to N fertilisation was examined by a tiller removal treatment in the same experiment. Pollen grain number and spikelet sterility were recorded at heading and harvest, respectively. Although there was no significant effect of low temperature on spikelet sterility in the absence of applied N, low temperature greatly increased spikelet sterility as a result of a reduction in the number of engorged pollen grains per anther in the presence of applied N. Spikelet sterility was strongly correlated with the number of engorged pollen grains per anther. Low temperature during very early ( late stage of spikelet differentiation-pollen mother cell stage) and peak ( second meiotic division stage-early stage of extine formation) microspore development caused a severe reduction in engorged pollen production mainly as a result of reduced total pollen production. Unlike low temperature, the effect of shading was rather small. The increased tillering due to application of high rates of N, increased both spikelet number per plant and spikelet sterility under low temperature conditions. The removal of tillers as they appeared reduced the number of total spikelets per plant and maintained a large number of engorged pollen grains per anther which, in turn, reduced spikelet sterility. The number of engorged pollen grains per anther determined the numbers of intercepted and germinated pollen grains on the stigma. It is concluded that N increased tillering and spikelet number per plant and this, in turn, reduced the number of engorged pollen grains per anther, leading into increased spikelet sterility under low temperature condition.

Distribuição espacial de atributos de solo e de plantas na cultura do mamoeiro no norte capixaba

No Brasil, as lavouras de mamoeiro das planícies dos tabuleiros costeiros são as que melhor desenvolvem e aplicam tecnologias para a produção de mamão no mundo. O objetivo foi aplicar a estatística clássica e a geoestatística no mapeamento e na correlação da variabilidade espacial de atributos químicos e físicos de solo e de plantas de mamoeiro (Carica papaya L.) de uma lavoura comercial do norte capixaba cultivada em um Argissolo típico dos tabuleiros costeiros. O solo de textura arenosa de caráter coeso foi preparado convencionalmente e cultivado com mamoeiro variedade Golden THB. Após a sexagem, procederam-se as amostragens de solo, amostrado na projeção da copa (0-0,20 e 0,20-0,40 m) para a determinação dos atributos químicos e físicos, e de atributos biométricos das plantas em uma área de 1,2 ha (114 x 110 m) totalizando 129 pontos amostrais georreferenciados. Ao nono mês após o transplantio, registrou-se a altura da colheita dos primeiros frutos, o número e a massa dos frutos colhidos para estimativa da produtividade, amostrando três plantas por ponto amostral durante três meses. Os dados foram submetidos à análise estatística descritiva e à correlação de Pearson. A dependência espacial das variáveis foi analisada através da ferramenta geoestatística, com obtenção de semivariograma e os mapas de distribuição das variáveis. A maior parte dos atributos de solo e de plantas de mamoeiro apresenta dependência espacial e é mapeada adequadamente. Há correlação de dependência vertical para densidade do solo, argila, silte, resistência do solo à penetração na linha de plantio e na rua e volume total de poros. Dos atributos químicos não ocorre este comportamento apenas para K, Al e Sat K. As frações areia e argila foram os principais atributos a constituírem correlação com os demais. Há poucas correlações dos atributos do solo com os atributos biométricos e a produtividade do mamoeiro. Ocorre correlação positiva entre a produtividade inicial do mamoeiro com características biométricas ideias para as plantas de mamoeiro. A fertilidade e o preparo do solo são expressivos para o desenvolvimento do mamoeiro e para a variabilidade espacial dos atributos avaliados.

Revestimentos comestíveis na conservação pós-colheita de morangos cultivar Camarosa produzidos em sistema orgânico e convencional

As perdas pós-colheita de frutas promovem a elevação do custo dos produtos e diminuem a oferta ao consumidor. Suas principais causas estão na colheita, transporte e armazenamento inadequados. A aplicação de revestimentos comestíveis juntamente com a redução da temperatura de armazenamento constitui um dos métodos empregados para a conservação pós-colheita de produtos com vida útil curta, como frutas e hortaliças. O morango é um fruto consumido preferencialmente in natura. Desta forma, torna-se promissora a utilização de revestimento comestível para aumentar seu período de armazenamento e comercialização, sem alteração do sabor, da cor e do aroma dos frutos. A produção orgânica frente a convencional de frutos podem apresentar diferenças, sendo interessante o estudo envolvendo as formas de cultivo. Este estudo teve como objetivo avaliar a conservação pós-colheita de morangos cv. Camarosa, oriundos de cultivo orgânico e convencional revestidos com coberturas comestíveis. Os morangos foram revestidos com fécula de mandioca, gelatina e cera de carnaúba, armazenados durante 10 dias a 10 ºC. A cada 2 dias de armazenamento foram determinados perda de massa, sólidos solúveis, pH, acidez titulável, firmeza, antocianinas totais e podridão fúngica. Análise sensorial foi realizada para verificar a aceitação dos morangos e para avaliar a influência da informação nesta aceitação. A perda de massa foi maior no cultivo orgânico a partir do 8º dia de armazenamento, chegando a 11,47% contra 8,88% do cultivo convencional no final do 10º dia de armazenamento. O revestimento que possibilitou menor perda de massa foi o de cera de carnaúba em relação ao controle. A contaminação fúngica iniciou-se no 4º dia de armazenamento em ambos os tipos de cultivo. No 8º dia de armazenamento observou-se diferenças na podridão entre os tipos de cultivo, sendo o orgânico visualmente mais contaminado. O revestimento de cera de carnaúba apresentou menor podridão fúngica em relação aos outros revestimentos, porém não diferiu da amostra controle. Das variáveis físico-químicas avaliadas, apenas o teor de sólidos solúveis apresentou diferenças entre os tipos de cultivo, sendo o morango convencional o que obteve maiores valores. O teor de antocianinas dos morangos revestidos com fécula de mandioca diferiu do controle, porém o revestimento com fécula não diferiu dos revestidos com gelatina e cera de carnaúba. Foram verificadas diferenças na firmeza dos frutos em relação aos revestimentos. Ao longo do tempo foi observado diferenças no pH, teor de antocianinas e firmeza. O revestimento com cera de carnaúba se mostrou mais adequado em relação aos demais revestimentos, porém sua aparência mostrou-se com pouco brilho e esbranquiçado. Os frutos avaliados apresentaram vida útil pós-colheita de aproximadamente 6 dias. Os morangos, do ponto de vista microbiológico, se mostraram aptos para consumo. A aceitação dos morangos foi boa, não tendo ix diferenças significativas entre morango orgânico e convencional. O fornecimento da informação de “morango orgânico” e a apresentação de um texto adicional informativo não influenciaram na aceitação dos morangos. Entre os revestimentos testados o de cera de carnaúba se mostrou mais aplicável, os demais nas condições testadas não mostraram bons resultados.

Estudo do processo de secagem em leito de espuma de cenoura, tomate, beterraba e morango

Em geral, produtos agrícolas são produzidos em larga escala e essa produtividade cresce proporcionalmente ao seu consumo. Entretanto, outro fator também cresce de forma proporcional, as perdas pós-colheita, o que sugere a utilização de tecnologias para aumentar a utilização desses produtos mitigando o desperdício e aumentando sua a vida de prateleira. Além disso, oferecer o produto durante o período de entressafra. No presente trabalho, foi utilizado à tecnologia de secagem em leito de espuma aplicada a cenoura, beterraba, tomate e morango, produtos amplamente produzidos e consumidos no Brasil. Neste trabalho, os quatros produtos foram submetidos à secagem em leito de espuma em secador com ar circulado em temperaturas controladas de 40, 50, 60, 70 e 80 °C. A descrição da cinética de secagem foi realizada pelo ajuste de modelos matemáticos para cada temperatura do ar de secagem. Além disso, foi proposto um modelo matemático generalizado ajustado por regressão não linear. O modelo de Page obteve o melhor ajuste sobre os dados de secagem em todos os produtos testados, com um coeficiente de determinação (R²) superior a 98% em todas as temperaturas avaliadas. Além disso, foi possível modelar a influência da temperatura do ar sobre o parâmetro k do modelo de Page através da utilização de um modelo exponencial. O coeficiente de difusão efetiva aumentou com a elevação da temperatura, apresentando valores entre 10-8e 10-7 m².s-¹ para as temperaturas de processo. A relação entre o coeficiente de difusão efetiva e a temperatura de secagem pôde ser descrita pela equação de Arrhenius.

Caracterização físico química, perfil sensorial e aceitação de morangos submetidos à irradiação

A irradiação de alimentos é um método de conservação não térmico utilizado em diferentes alimentos e em diferentes doses. Sabe-se que, dependendo da dose aplicada, esse método pode ocasionar alterações nas características físico-químicas e sensoriais, que afetam a qualidade do produto. Portanto, um dos objetivos deste estudo foi analisar o efeito da irradiação nas características físico-químicas e sensoriais de morangos irradiados. A irradiação das amostras de morango ocorreu um dia após a colheita e foi realizada no Laboratório de Radiação Gama do Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear (CDTN), em Belo Horizonte-MG. As doses utilizadas foram 1 kGy, 2 kGy, 3 kGy e 4 kGy e a amostra controle (0 kGy). Foram avaliados pH, acidez total titulável, sólidos solúveis, ratio (relação entre teor de sólidos solúveis e acidez total titulável), açúcares redutores, totais e não redutores, pectina, ácido ascórbico, firmeza, cor, antocianinas, compostos fenólicos e capacidade antioxidante. Para a caracterização sensorial das amostras, foi utilizado o método Perfil Descritivo Otimizado (PDO), sendo avaliados os atributos sensoriais cor, sabor adocicado, gosto ácido, firmeza e suculência, por 15 julgadores previamente selecionados. Além da caracterização sensorial, foi realizada a análise de aceitação sensorial por 60 consumidores de morango em duas sessões. A irradiação não alterou significativamente a maioria das características físico-químicas analisadas, ao comparar todas as doses empregadas, incluindo o morango controle (não irradiado); apenas a firmeza apresentou valores diferentes estatisticamente: com o aumento da dose, houve diminuição da firmeza do fruto. No PDO, as amostras diferiram quanto à cor, sabor adocicado, firmeza e suculência, sendo que a amostra controle e a amostra irradiada com 1 kGy tiveram maiores valores de firmeza e menores de suculência e sabor adocicado. Em relação à aceitação, a amostra controle e a amostra irradiada com 1 kGy não diferiram estatisticamente pelo teste Tukey a 5%, mas diferiram das amostras irradiadas com doses de 3 kGy e de 4 kGy; no entanto, a amostra irradiada a 2 kGy não diferiu de nenhuma outra dose. Foram realizados estudos de correlações entre os dados físico-químicos de pH, acidez total titulável (ATT), sólidos solúveis (SS), açúcares totais e açúcares não redutores, antocianina (método pH diferencial), pectina, firmeza instrumental, relação entre SS/ATT (ratio) e alguns parâmetros de cor (a*, b*, c* e L), e os dados do teste sensorial descritivo, ou seja, os atributos de firmeza, suculência, sabor adocicado e gosto ácido. Os resultados obtidos foram correlações significativamente positivas entre pH e ratio, sólidos solúveis e pectina, antocianinas e parâmetros de cor (a* e c*), açúcares e parâmetros de cor (b* e c*), firmeza sensorial e firmeza instrumental, suculência e sabor xvi adocicado e firmeza sensorial e gosto ácido. Já as correlações negativas foram entre acidez e ratio, sólidos solúveis e firmeza, antocianina e L*, firmeza sensorial e sabor adocicado e suculência com: firmeza instrumental, firmeza sensorial e gosto ácido. Neste trabalho, também foi realizada a caracterização físico-química e sensorial de morangos irradiados nas doses determinadas por Lima Filho et al. (2014) como sendo correspondentes ao limiar de detecção (LD) sensorial (0,405 kGy) e ao limiar de rejeição (LR) sensorial (3,6 kGy) para morangos irradiados. Além disso, foi verificada a influência da embalagem na aceitação sensorial de morangos irradiados na dose 3,6 kGy. Todas as medidas físico-químicas apresentaram pequena variação entre as amostras controle (0 kGy) e o LD e o LR. Não houve diferença significativa em relação à aceitação da amostra irradiada na ausência e na presença da embalagem, provavelmente devido ao grau de conhecimento do painel de consumidores em relação ao processo de irradiação de alimentos. Conclui-se que a irradiação é um método de conservação que pode ser utilizado em morangos, uma vez que exerce pouca influência, no período de tempo estudado, nas suas características físico-químicas e sensoriais.

Atividade fungicida de triazóis obtidos a partir de glicerol sobre Colletotrichum gloeosporioides

A antracnose é responsável por significativos danos no pós-colheita em frutos de mamão, ocasionando expressivas perdas aos produtores. Desta forma, objetivou-se avaliar a eficiência de novas moléculas fungicidas do grupo dos triazóis obtidas a partir de glicerol no manejo in vitro de Colletotrichum gloeosporioides. O experimento foi conduzido em delineamento inteiramente casualizado, em esquema fatorial 18x5+1 (17 moléculas inéditas de triazóis (T1 a T17), 1 fungicida comercial (tebuconazol), cinco concentrações e uma testemunha adicional, com cinco repetições por tratamento. Para avaliar o efeito das moléculas no crescimento micelial e esporulação do fungo foi empregado o método de incorporação de cada molécula ao meio de cultura batata-dextrose-ágar nas concentrações de 1, 10, 100, 500 e 1000 ppm. Com base nos resultados obtidos foi observada diferença significativa entre os tratamentos e concentrações tanto para o crescimento micelial quanto esporulação, sendo que quanto maior a concentração testada maior o efeito fungistático e/ou fungicida dos compostos triazólicos. O efeito inibitório dos fungicidas foi maior sobre a esporulação do que no crescimento micelial, sendo os triazóis T12 e T14 os mais eficazes, havendo inibição completa do patógeno a partir das concentrações de 414,17 e 393,79 ppm, respectivamente. É válido ressaltar que além destes os triazóis T11, T16 e T17 também apresentaram completa inibição do patógeno em concentrações acima de 500 ppm, merecendo ser também estudados em experimentos futuros in vivo. Os valores médios de ED50 e ED100 foram menores para esporulação em relação ao crescimento micelial, demonstrando a eficiência antiesporulante dos novos triazóis sintetizados a partir do glicerol. Assim, conclui-se que compostos com anel 1,2,3-triazol sintetizados a partir do glicerol possuem atividade fungicida sobre C. gloeosporioides, sendo promissores para o manejo da antracnose em mamoeiro.