Testing the sustainability and sensitivity to climatic change of terrace agricultural systems in the Peruvian Andes: a pilot study

The results of an integrated geoarchaeological and palaeoecological pilot study of a prehistoric agricultural terrace and nearby mire basin are presented. They reveal two stages of terrace construction for the cultivation of Zea mays during the Middle Horizon (615–695 AD) and late, Late Intermediate Period (1200–1400 AD). These stages were strongly associated with evidence for vegetation succession, destabilisation and erosion of the surrounding landscape, and changes in mire surface wetness. The reasons for agricultural terrace abandonment and/or reconstruction are uncertain, with only circumstantial evidence for climatically induced agricultural change.

The role of phase separation and feed cycle length in leach beds coupled to methanogenic reactors for digestion of a solid substrate (Part 1): Optimisation of reactors’ performance

A two-phase system composed by a leach bed and a methanogenic reactor was modified for the first time to improve volumetric substrate degradation and methane yields from a complex substrate (maize; Zea mays). The system, which was operated for consecutive feed cycles of different durations for 120 days, was highly flexible and its performance improved by altering operational conditions. Daily substrate degradation was higher the shorter the feed cycle, reaching 8.5 g TSdestroyed d�1 (7-day feed cycle) but the overall substrate degradation was higher by up to 55% when longer feed cycles (14 and 28 days) were applied. The same occurred with volumetric methane yields, reaching 0.839 m3 (m3)�1 d�1. The system performed better than others on specific methane yields, reaching 0.434 m3 kg�1 TSadded, in the 14-day and 28-day systems. The UASB and AF designs performed similarly as second stage reactors on methane yields, SCOD and VFA removal efficiencies.

Diversity of cultivars and other plant resources used at habitation sites in the Llanos de Mojos, Beni, Bolivia: Evidence from macrobotanical remains, starch grains, and phytoliths

Although sparsely populated today, the Llanos de Mojos, Bolivia, sustained large sedentary societies in the Late Holocene (ca. 500 to 1400 AD). In order to gain insight into the subsistence of these people, we undertook macrobotanical and phytolith analyses of sediment samples, and starch grain and phytolith analyses of artifact residues, from four large habitation sites within this region. Macrobotanical remains show the presence of maize (Zea mays), squash (Cucurbita sp.), peanut (Arachis hypogaea), cotton (Gossypium sp.), and palm fruits (Arecaceae). Microbotanical results confirm the widespread use of maize at all sites, along with manioc (Manihot esculenta), squash, and yam (Dioscorea sp.). These integrated results present the first comprehensive archaeobotanical evidence of the diversity of plants cultivated, processed, and consumed, by the pre-Hispanic inhabitants of the Amazonian lowlands of Bolivia.

Contrasting arbuscular mycorrhizal communities colonizing different host plants show a similar response to a soil phosphorus concentration gradient

High soil phosphorus (P) concentration is frequently shown to reduce root colonization by arbuscular mycorrhizal (AM) fungi, but the influence of P on the diversity of colonizing AM fungi is uncertain. We used terminal restriction fragment length polymorphism (T-RFLP) of 18S rDNA and cloning to assess diversity of AM fungi colonizing maize (Zea mays), soybean (Glycene max) and field violet (Viola arvensis) at three time points in one season along a P gradient of 10280mgl1 in the field. Percentage AM colonization changed between sampling time points but was not reduced by high soil P except in maize. There was no significant difference in AM diversity between sampling time points. Diversity was reduced at concentrations of P > 25mgl1, particularly in maize and soybean. Both cloning and T-RFLP indicated differences between AM communities in the different host species. Host species was more important than soil P in determining the AM community, except at the highest P concentration. Our results show that the impact of soil P on the diversity of AM fungi colonizing plants was broadly similar, despite the fact that different plants contained different communities. However, subtle differences in the response of the AM community in each host were evident.

Evaluating microfossil content of dental calculus from Brazilian sambaquis

To date, limited numbers of dental calculus samples have been analyzed by researchers in diverse parts of the world. The combined analyses of these have provided some general guidelines for the analysis of calculus that is non-destructive to archaeological teeth. There is still a need for a quantitative study of large numbers of calculus samples to establish protocols, assess the level of contamination, evaluate the quantity of microfossils in dental calculus, and to compare analysis results with the literature concerning the biology of calculus formation. We analyzed dental calculus from 53 teeth from four Brazilian sambaquis. Sambaquis are the shell-mounds that were established prehistorically along the Brazilian coast. The analysis of sambaqui dental calculi shows that there are relatively high concentrations of microfossils (phytoliths and starch), mineral fragments, and charcoal in dental calculus. Mineral fragments and charcoal are possibly contaminants. The largest dental calculi have the lowest concentrations of microfossils. Biologically, this is explained by individual variation in calculus formation between people. Importantly, starch is ubiquitous in dental calculus. The starch and phytoliths show that certainly Dioscorea (yam) and Araucaria angustifolia (Parana pine) were eaten by sambaqui people. Araceae (arum family), Ipomoea batatas (sweet potato) and Zea mays (maize) were probably in their diet. (C) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Studies of aberrant phyllotaxy1 Mutants of Maize Indicate Complex Interactions between Auxin and Cytokinin Signaling in the Shoot Apical Meristem

One of the most fascinating aspects of plant morphology is the regular geometric arrangement of leaves and flowers, called phyllotaxy. The shoot apical meristem (SAM) determines these patterns, which vary depending on species and developmental stage. Auxin acts as an instructive signal in leaf initiation, and its transport has been implicated in phyllotaxy regulation in Arabidopsis (Arabidopsis thaliana). Altered phyllotactic patterns are observed in a maize (Zea mays) mutant, aberrant phyllotaxy1 (abph1, also known as abphyl1), and ABPH1 encodes a cytokinin-inducible type A response regulator, suggesting that cytokinin signals are also involved in the mechanism by which phyllotactic patterns are established. Therefore, we investigated the interaction between auxin and cytokinin signaling in phyllotaxy. Treatment of maize shoots with a polar auxin transport inhibitor, 1-naphthylphthalamic acid, strongly reduced ABPH1 expression, suggesting that auxin or its polar transport is required for ABPH1 expression. Immunolocalization of the PINFORMED1 (PIN1) polar auxin transporter revealed that PIN1 expression marks leaf primordia in maize, similarly to Arabidopsis. Interestingly, maize PIN1 expression at the incipient leaf primordium was greatly reduced in abph1 mutants. Consistently, auxin levels were reduced in abph1, and the maize PIN1 homolog was induced not only by auxin but also by cytokinin treatments. Our results indicate distinct roles for ABPH1 as a negative regulator of SAM size and a positive regulator of PIN1 expression. These studies highlight a complex interaction between auxin and cytokinin signaling in the specification of phyllotactic patterns and suggest an alternative model for the generation of altered phyllotactic patterns in abph1 mutants. We propose that reduced auxin levels and PIN1 expression in abph1 mutant SAMs delay leaf initiation, contributing to the enlarged SAM and altered phyllotaxy of these mutants.

GRASSIUS: A Platform for Comparative Regulatory Genomics across the Grasses

Transcription factors (TFs) are major players in gene regulatory networks and interactions between TFs and their target genes furnish spatiotemporal patterns of gene expression. Establishing the architecture of regulatory networks requires gathering information on TFs, their targets in the genome, and the corresponding binding sites. We have developed GRASSIUS (Grass Regulatory Information Services) as a knowledge-based Web resource that integrates information on TFs and gene promoters across the grasses. In its initial implementation, GRASSIUS consists of two separate, yet linked, databases. GrassTFDB holds information on TFs from maize (Zea mays), sorghum (Sorghum bicolor), sugarcane (Saccharum spp.), and rice (Oryza sativa). TFs are classified into families and phylogenetic relationships begin to uncover orthologous relationships among the participating species. This database also provides a centralized clearinghouse for TF synonyms in the grasses. GrassTFDB is linked to the grass TFome collection, which provides clones in recombination-based vectors corresponding to full-length open reading frames for a growing number of grass TFs. GrassPROMDB contains promoter and cis-regulatory element information for those grass species and genes for which enough data are available. The integration of GrassTFDB and GrassPROMDB will be accomplished through GrassRegNet as a first step in representing the architecture of grass regulatory networks. GRASSIUS can be accessed from www.grassius.org.

Alterações morfo-anatômicas das folhas de milho submetidas à aplicação de nicosulfuron

O objetivo desse trabalho é descrever os enrolamento das extremidades do limbo foliar, sinais externos de intoxicação e as alterações aos 7 dias após a aplicação do produto. As histológicas nas folhas de híbridos de milho alterações anatômicas observadas restringiramsubmetidos à aplicação de nicosulfuron. se às células componentes do sistema Verificou-se que os híbridos tratados dérmico. apresentaram descoloração da parte basal das lâminas das folhas centrais, enrugamento e enrolamento das extremidades do limbo foliar, aos 7 dias após a aplicação do produto. As alterações anatômicas observadas restringiramse às células componentes do sistema dérmico.

Respostas de híbridos de milho ao nicosulfuron: I - aspectos biológlcos e da produção

Um ensaio de campo foi conduzido em 1994/95, na Fazenda de Ensino e Pesquisa da Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias (UNESP) de Jaboticabal, SP, sendo os objetivos do trabalho comparar aspectos biológicos e produtivos de nove diferentes híbridos de milho, resultantes da aplicação da dose de 80 g.ha-1 de nicosulfuron {2- [[[[4,6-dimetoxi-2-pirimidina) amina] carboxil] amina] sulfonil] -N,N-dimetil-3-piridinacarboxiamida} em relação a plantas não tratadas. Verificou-se que o herbicida afetou significativamente alguns dos aspectos biológicos estudados (altura de plantas e de espigas, número de folhas, comprimento e largura de folhas e estande final) e não afetou os relacionados com a posição relativa das espigas, o diâmetro do colmo, as porcentagens de acamamento e de quebramento. A produtividade estimada dos híbridos tratados não foi afetada pela aplicação do produto, com exceção da estimada para o híbrido HT 2X.

Efeitos da densidade de plantas no rendimento comercial de espigas verdes de cultivares de milho

A cultura do milho-verde é alternativa de grande valor econômico para pequenos e médios agricultores, principalmente em áreas irrigadas. O objetivo do trabalho foi avaliar o rendimento comercial de espigas verdes e de outras características das plantas de seis cultivares de milho, submetidas a quatro densidades populacionais. Utilizou-se o delineamento experimental em parcelas subdivididas, com seis tratamentos principais (cultivares), quatro tratamentos secundários (densidade populacional) e quatro repetições dispostas em blocos casualizados. As cultivares Cativerde 2, P3232, BM3061 e AG4051 apresentaram as maiores alturas de plantas, enquanto SWB551 foi a mais reduzida. A menor altura média de inserção da primeira espiga foi obtida pela cultivar SWB551. As cultivares AG4051, AG1051, BM3061 e P3232 foram superiores às demais em comprimento e no número de espigas comerciais despalhadas. Entre as quatro densidades populacionais, 50.000 plantas ha-1 foi a que promoveu o mais alto rendimento de espigas. O híbrido P3232 apresentou ciclo e acúmulo térmico superiores às demais cultivares, com BM3061 sendo a mais precoce.

Amostragem seqüencial com base na lei de Taylor para levantamento de Spodoptera frugiperda na cultura do milho

A lagarta do cartucho do milho é uma das principais pragas do milho nas Américas, podendo ocorrer durante todos os estágios de crescimento da cultura, causando perdas de 15 a 37% na produção. Neste trabalho estudou-se a distribuição espacial dessa praga no campo, com a finalidade de desenvolver um sistema de amostragem para estimar sua densidade populacional. Na área cultivada com milho foram selecionados 3 campos experimentais de 40 m x 250 m cada, divididos em 100 parcelas cada. Foram contados o número de lagartas pequenas e grandes de S. frugiperda nas folhas e no cartucho das plantas, em 10 plantas ao acaso por parcela, num total de 1000 plantas por campo, em 5, 5 e 4 datas de amostragem, respectivamente. Lagartas menores que 1 cm eram consideradas pequenas e lagartas maiores que 1 cm, grandes. Foram estimados os parâmetros da lei de Taylor, sendo as estimativas dos parâmetros das regressões altamente significativas para todas as categorias larvais. O parâmetro b da lei de Taylor para lagarta pequena foi igual a 1,57, indicando que a forma de distribuição dessa categoria larval é agregada. Para lagartas grandes o parâmetro b foi igual a 0,79, o que conduz a um tipo de distribuição tendendo para aleatoriedade. Para o número total de lagartas os resultados são equivalentes aos obtidos para lagartas pequenas. Foi desenvolvido um plano de amostragem seqüencial com base nos parâmetros da lei de Taylor.

Equação de regressão linear múltipla para estimativa do erro experimental

Este trabalho teve por objetivo estimar equações de regressão linear múltipla tendo, como variáveis explicativas, as demais características avaliadas em experimento de milho e, como variáveis principais, a diferença mínima significativa em percentagem da média (DMS%) e quadrado médio do erro (QMe), para peso de grãos. Com 610 experimentos conduzidos na Rede de Ensaios Nacionais de Competição de Cultivares de Milho, realizados entre 1986 e 1996 (522 experimentos) e em 1997 (88 experimentos), estimaram-se duas equações de regressão, com os 522 experimentos, validando estas pela análise de regressão simples entre os valores reais e os estimados pelas equações, com os 88 restantes, observando que, para a DMS% a equação não estimava o mesmo valor que a fórmula original e, para o QMe, a equação poderia ser utilizada na estimação. Com o teste de Lilliefors, verificou-se que os valores do QMe aderiam à distribuição normal padrão e foi construída uma tabela de classificação dos valores do QMe, baseada nos valores observados na análise da variância dos experimentos e nos estimados pela equação de regressão.

Emergência de plantas daninhas em lavouras de feijão e de trigo após o cultivo de espécies de cobertura de solo

O objetivo do trabalho foi avaliar a emergência das espécies de plantas daninhas Euphorbia heterophylla e Bidens pilosa em áreas de produção de feijão e de trigo, após o cultivo de plantas de cobertura. O trabalho foi conduzido em área sob sistema de plantio direto na palha, manejado por cinco anos consecutivos, na Fazenda Capivara, da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA) Arroz e Feijão, localizada no município de Santo Antônio de Goiás, GO. O solo do local é classificado como Latossolo Vermelho distrófico. Os tratamentos foram constituídos pela combinação de sete plantas de cobertura de solo: braquiarão (Brachiaria brizantha) - cv. Marandu; braquiarão em consórcio com o milho (Zea mays) - híbrido HT BRS 3150; guandu-anão (Cajanus cajan); milheto (Pennisetum glaucum) - cv. BN-2; mombaça (Panicum maximum) cv. Mombaça; sorgo granífero (Sorghum bicolor) - cv. BR 304; e estilosantes (Stylosanthes guianensis) - cv. Mineirão e por duas culturas cultivadas em sucessão nas áreas: feijão cv. Pérola e trigo - Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA) 42. Todas as plantas de cobertura foram cortadas no mesmo dia, utilizando-se um triturador de palhada, e deixadas na superfície do solo. As semeaduras do feijão e do trigo foram realizadas sessenta dias após o corte das culturas de cobertura. Foram realizadas duas contagens do número de plantas emergidas de E. heterophylla e de B. pilosa, separadas em três estágios de crescimento (plantas com menos de duas folhas, de duas a quatro folhas e com mais de quatro folhas). Entre as plantas de cobertura testadas, braquiarão e mombaça se mostraram as mais promissoras em reduzir a emergência de plantas daninhas em cultivos subseqüentes, apresentando resultados significativos na diminuição do número de plantas de E. heterophylla estabelecidas nas áreas cultivadas com feijão ou com trigo. Não se constataram diferenças quanto à capacidade das culturas de feijão e de trigo em reduzir a população de E. heterophylla e B. pilosa.

Distribuição Espacial da Lagarta-do-Cartucho, Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae), na Cultura do Milho

O estudo da distribuição espacial da lagarta-do-cartucho, Spodoptera frugiperda (J.E. Smith), na cultura do milho é fundamental para garantir a utilização de estratégias de controle, otimização de técnicas de amostragem, determinação de danos econômicos e incorporação da dinâmica espacial dentro do modelo populacional. O experimento foi conduzido em três campos contendo 100 parcelas cada, sendo amostradas 10 plantas ao acaso por parcela, num total de 1000 plantas por campo em cinco datas de amostragem. Foram contados o número de lagartas pequenas (menor que 10 mm) e grandes (maior que 10 mm) por planta. As lagartas pequenas apresentaram um ajuste muito bom à distribuição binomial negativa e não à Poisson, indicando que esta categoria larval encontra-se agregada no campo. Os números de lagartas grandes por planta ajustaram-se razoavelmente à distribuição binomial negativa, com algumas datas ajustando-se à distribuição de Poisson. Portanto, as lagartas pequenas (alta densidade populacional) têm distribuição agregada no campo, enquanto que as lagartas grandes (baixa densidade populacional) podem ser mais dispersas no campo, tendendo à aleatoriedade.

Faunistic analysis of Carabidae and Staphylinidae (Coleoptera) in five agroecosystems in northeastern São Paulo state, Brazil

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