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.

Vertical growth of mini watermelon according to the training height and plant density

A melancia é uma espécie tradicionalmente conduzida em campo no sistema rasteiro. As cultivares de frutos pequenos (1 a 3 kg), que adquirem melhores preços de mercado, vêm sendo cultivadas também em ambiente protegido, onde são conduzidas no sistema vertical, com poda de ramos e raleio de frutos. Essas práticas possibilitam aumentar o adensamento das plantas, a qualidade e a produtividade de frutos em comparação ao sistema rasteiro. Objetivou-se com este trabalho avaliar a influência de três alturas de condução (1,7; 2,2 e 2,7 m) e duas densidades de plantas (3,17 e 4,76 plantas m-2) sobre as características produtivas e qualitativas da mini melancia Smile cultivada em ambiente protegido. A poda da haste principal foi realizada aos 43, 55 e 66 dias após o transplante (DAT) para as alturas de condução de 1,7; 2,2 e 2,7 m, respectivamente. A massa seca dos ramos, dos pecíolos, das folhas e total foram afetados pela altura de condução, cujos maiores valores foram obtidos para as plantas conduzidas a 2,2 e 2,7 m de altura. A área foliar, a área foliar específica e o índice de área foliar não foram influenciados pela altura de condução das plantas. A altura de condução de 2,7 m elevou a produtividade total. Entretanto, a produtividade comercial, a massa média dos frutos e todas as características qualitativas não foram significativamente diferentes das obtidos pela altura de poda de 2,2 m. em relação à densidade de plantas, a melhor opção foi a de 4,76 plantas m-2, pois elevou a produtividade comercial em 37,4% sem reduzir a massa média dos frutos.

Translocação orgânica, produtividade e rendimento de óleo essencial de Mentha piperita L. cultivada em solução nutritiva com variação dos níveis de N, P, K e Mg

O estudo objetivou avaliar translocação orgânica, índices fisiológicos da análise de crescimento e rendimento do óleo essencial de Mentha piperita L. cultivada em solução nutritiva com variação dos níveis de N, P, K e Mg. Assim, foram avaliados os quatro tratamentos contendo 50% N, P, K, 25% Mg; 50% N, P, K, Mg; 65%N, 50%P, 25%K, 100% Mg e 100% N, P, K, Mg. A translocação orgânica foi avaliada por meio da determinação da razão de massa foliar (RMF) e da distribuição de massa seca para os diferentes órgãos. Os índices fisiológicos razão de área foliar (RAF), área foliar específica (AFE), taxa assimilatória líquida (TAL) e taxa de crescimento relativo (TCR) derivadas que compõem a análise de crescimento foram estimados pelo programa ANACRES, após ajuste exponencial quadrático da área foliar e massa seca de lâminas foliares e total da planta em relação ao tempo. O rendimento do óleo essencial, em porcentagem, foi calculado após extração da parte aérea por hidrodestilação. As plantas submetidas ao tratamento com nível completo de nutrientes (100%N/P/K/Mg) exportaram com menor eficiência o material orgânico a partir da folha e a RMF mostrou queda mais lenta, devido à retenção desse material por mais tempo no local de sua produção. Além disso, não apresentaram melhor produtividade e as curvas da TAL e TCR mostraram quedas mais lentas. As plantas submetidas ao tratamento com 65%N/50%P/25%K/100%Mg revelaram adequada exportação de matéria orgânica da folha para caule e pecíolos, conforme demonstra a RMF e a distribuição de massa seca para esses órgãos. Revelaram ainda a RAF mais elevada no inicio do desenvolvimento e mais baixa aos 94 DAT, indicando sombreamento das folhas como resultado de seu crescimento. A AFE dessas plantas mostrou menor variação durante o ciclo, refletindo espessura mais constante de suas folhas. A TAL e a TCR apresentaram curvas decrescentes, com quedas bem acentuadas em relação às demais plantas. Todos esses índices indicam melhor produtividade das plantas submetidas ao tratamento 65%N/50%P/25%K/100%Mg, que também apresentaram rendimento de óleo essencial, em média, maior durante o ciclo. Conclui-se que a redução de 35% de N, 50% de P, 75% de K (65%N/50%P/25%K/100%Mg) é indicada para o cultivo e extração de óleo essencial de M. piperita.

Development of mint (Mentha piperita L.) grown on biosolids: evaluation of productivity and essential oil content

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Avaliações fisiológicas e bioquímicas de plantas de aguapé (Eichhornia crassipes) cultivadas com níveis excessivos de nutrientes

Plantas de aguapé foram cultivadas em solução nutritiva de Hoagland & Arnon n.2, cujo aumento dos níveis de N, P e Cu estabeleceu as diferenças entre os tratamentos. Utilizou-se o delineamento experimental inteiramente casualizado, com quatro repetições. As variáveis fisiológicas avaliadas foram área foliar, peso de matéria seca e taxa de crescimento absoluto, taxa de crescimento relativo, taxa assimilatória líquida, razão de área foliar, peso específico de folha, área foliar específica. Foram determinados também os teores de açúcares totais e redutores e de aminoácidos totais e a atividade das enzimas glutationa S-transferase e superóxido dismutase. Os extratos enzimáticos foram obtidos da matéria fresca da parte aérea das plantas. Após a coleta, foram determinados os pesos de material seco de raízes, pecíolos e folhas, que foram utilizados para a determinação de açúcares solúveis totais e redutores e de aminoácidos. O excesso de nitrogênio causou aumento de açúcares nas folhas e de aminoácidos nas raízes. Já o tratamento com excesso de fósforo levou ao aumento de açúcares nas raízes. Os resultados apresentados sugerem que, entre os nutrientes em excesso avaliados, o cobre (0,12 mg L-1) foi o maior indutor da atividade da GST e SOD, sugerindo que este elemento induziu estresse nas plantas de aguapé.

Índices biométricos e fisiológicos em feijoeiro sob diferentes doses de adubação fosfatada

The study had the objective of evaluate the growth of bean cultivar Carioca early cultivated during the rainy season under different doses of phosphorus applied to soil. We adopted the experimental design at random blocks, evaluating six doses of phosphorus (0, 30, 60, 90, 120 and 150 kg P(2)O(5) ha(-1)), relying in the form of superphosphate triple, with five replicates. Biometric indices were evaluated leaf area (cm(2) plant(-1)) and dry matter (g seedling(-1)). Physiological indices of crop growth rate (CGR, g m(-2) day(-1)), relative growth rate (RGR, g g(-1) day(-1)), net assimilation rate (NAR, g m(-2) day(-1)), leaf area ratio (LAR, cm(2) g(-1)) and specific leaf area (SLA, cm(2) g(-1)) were obtained through analysis of functional growth. The data from the biometric indices were submitted to analysis of variance, with subsequent construction of regression models. The dry matter and leaf area of bean Carioca Early increase linearly with increasing doses of applied phosphorus in the soil. The dry matter has increased constantly throughout the cycle, and the leaf area indices reach its maximum at 52 days after emergence (DAE). The restriction of phosphorus reduces the Relative Growth Rate at the beginning of the development and lengthen the physiological cycle of bean cultivar Carioca early.

Diferentes níveis de cálcio e o desenvolvimento de plantas de estilosantes (Stylosanthes guyanensis (Aubl.) Sw. cv Cook)

O presente experimento teve como finalidade estudar os efeitos de níveis de cálcio no desenvolvimento de plantas de Stylosanthes guyanensis (Aubl.) Sw. cv Cook, em sua fase vegetativa, através dos parâmetros que compõem a análise fisiológica de crescimento e de que forma estes parâmetros se alteram, em função dos tratamentos utilizados. Delinearam-se quatro tratamentos, a saber: T1 (200 mg de cálcio/litro); T2 (133,33 mg de cálcio/litro); T3 (66,66 mg de cálcio/litro); T4 (omisso em cálcio). O experimento foi instalado em cultivo hidropônico, empregando-se solução nutritiva n° 1 de Hoagland & Arnon (1950) e conduzido em casa de vegetação. O experimento, inteiramente casualizado, obedeceu ao delineamento de parcelas sub-divididas, considerando-se as cinco coletas, realizadas a intervalos de 14 dias como parcelas, sendo os tratamentos empregados definidos como sub-parcelas. A influência dos diferentes tratamentos, foi avaliada através da área foliar (AF), área foliar específica (AFE), razão de massa foliar (RMF) e razão de área foliar (RAF). Dos resultados obtidos, pôde-se concluir que plantas de estilosantes, durante a fase de crescimento vegetativo, alcançaram melhor desenvolvimento em níveis de 200 mg de cálcio/litro de solução nutritiva.

Crescimento de plantas de Salvia officinalis sob ação de reguladores de crescimento vegetal

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Massa das sementes de Tecoma stans L. Juss. ex Kunth (Bignoniaceae): efeitos na emergência e desenvolvimento de suas plântulas no sol e na sombra

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Análise de crescimento em Heteranthera reniformis, sob diferentes teores de Ca, Mg e S

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Growth and yield analysis in different methods of beet (Cv. 'tall top early wonder') plantation

This objective of this study was to evaluate the effects of different methods of red beet seedling production and direct sowing on the development of the plant in field conditions. 'Tall Top Early Wonder' was used as the cultivar. The experimental design was a randomized blocks with 4 replications of each treatment: T1 - seedling produced in trays of 288 cells; T2 - 200 cells; T3 - 128 cells; T4 - 128 cells; T5 - direct sowing and T6 - bare-root seedling. The seedlings produced in trays and bare root seedlings were transplanted in the field 28 DAS with spacing of 0.20 x 0.10m. The mean height of plants, leaf area, leaf dry matter, petiole dry matter, shoot dry matter, root dry matter, relationship between shoot dry matter and root dry matter, absolute growth rate, relative growth rate, net assimilation rate, leaf area ratio and specific leaf area were determined. Storage root fresh matter and mean storage root diameter were determined starting from 77 DAS. Initial growth of the plants were superior for the direct sowing, resulting in smaller RGR and NAR than the other treatments. Independent of the production method, an increase of the cycle of the crop was verified. T6 had larger delay in the initial development. There was no difference for productivity. Method T1, had less expenses with respect to substrate and space in the vegetation home, without reduction in production.

Crescimento de Mentha piperita L, cultivada em solução nutritiva com diferentes doses de potássio

The research aimed at the evaluation of the influence of different potassium doses on the growth and development of Mentha piperita L. The experiment was conducted with stalks rooted in a commercial substrate and transplanted to a complete nutritive solution varying the treatments as following: (a) 234 mg L-1 of K; (b) 117 mg L-1 of K; and (c) 58.5 mg L-1 of K. Plants were evaluated at 21, 42, 63, 84 and 105 days after transplanting (DAT). In this study there were determined the physiological indexes leaf area ratio (LAR), specific leaf area (SLA), net assimilatory rate (NAR) and relative growth rate (RGR) were determined. The results indicated that the decreasing of K concentration to 25% did not affect the LAR, SLA, NAR and RGR physiological indexes.

Análise de crescimento em clones de eucalipto submetidos a estresse hídrico

The aim of this study was to evaluate Eucaliptus grandis genotypes (Clones 105 and 433) in relation to drought tolerance, through growth plant analysis. Black PVC pots with 10 liter volume were used for cultivate plants in polyethilene greenhouse oriented east/west. Completely randonmized design with four treatments was used: two clones and two minimum soil water potentials (- 0.03 and -1,5 MPa) and sixteen replicates. Pots were weighed daily in order to evaluate water content and characteristic soli water curve was determined. Plant development was obtained each 15 days from planting until 60 days through total dry matter (DM), leaf area index (LAI), leaf area ratio (LAR), net assimilative ratio (NAR), specific leaf area (SLA), relative growth ratio (RGR) and absolute growth ratio (AGR). Results showed that clone 105 presented less sensibility to water deficit, which qualify it as genetic material for use under dry soil conditons. On the other hand, both clones had similar behavior with no water restrictions.

Análise de crescimento e produtividade de cultivares de arroz de terras altas dos tipos tradicional, intermediário e moderno

The growth analysis allows the characterization and understanding of the upland rice cultivars development. This study aimed at characterizing, by using the growth analysis, the physiological components and agronomic performance, as well as the differences among traditional, intermediate and modern upland rice cultivars. The experiment was conducted under upland rice conditions, favored by the use of supplementary irrigation. The experimental design was randomized blocks, with three treatments consisting of traditional (Caiapó), modern (Maravilha) and intermediate (BRS Primavera) cultivars and eight replications. The leaf area index (LAI), instantaneous growth rate (IGR), relative growth rate (RGR), net assimilation rate (NAR) and specific leaf area (SLA), as well as grain yield and yield components, were evaluated. The intermediate and traditional cultivars presented the highest total dry matter accumulation rate, while the traditional and modern ones showed the highest LAI. The intermediate cultivar presented the highest IGR, RGR, NAR and SLA levels, as well as the highest grain yield, as a consequence of the higher spikelet fertility and 1,000 grain mass.