Novel European free-living, non-diazotrophic Bradyrhizobium isolates from contrasting soils that lack nodulation and nitrogen fixation genes - a genome comparison

The slow-growing genus Bradyrhizobium is biologically important in soils, with different representatives found to perform a range of biochemical functions including photosynthesis, induction of root nodules and symbiotic nitrogen fixation and denitrification. Consequently, the role of the genus in soil ecology and biogeochemical transformations is of agricultural and environmental significance. Some isolates of Bradyrhizobium have been shown to be non-symbiotic and do not possess the ability to form nodules. Here we present the genome and gene annotations of two such free-living Bradyrhizobium isolates, named G22 and BF49, from soils with differing long-term management regimes (grassland and bare fallow respectively) in addition to carbon metabolism analysis. These Bradyrhizobium isolates are the first to be isolated and sequenced from European soil and are the first free-living Bradyrhizobium isolates, lacking both nodulation and nitrogen fixation genes, to have their genomes sequenced and assembled from cultured samples. The G22 and BF49 genomes are distinctly different with respect to size and number of genes; the grassland isolate also contains a plasmid. There are also a number of functional differences between these isolates and other published genomes, suggesting that this ubiquitous genus is extremely heterogeneous and has roles within the community not including symbiotic nitrogen fixation.

Scale architecture of the palmar and plantar epidermis of Polychrus acutirostris Spix, 1825 (Iguania, Polychrotidae) and its relationship to arboreal locomotion

In tetrapod squamates, the diversity of micro-ornamentations of the epidermis of the contact areas of hands and feet is generally associated with constraints and modalities related to locomotion. Polychrus acutirostris is a medium-sized lizard that occurs in open heterogeneous habitats in South America, such as the cerrados, caatingas, and fallow lands. It progresses slowly on branches of various diameters in its arboreal environment. It can also move more rapidly on the ground. The hands and feet are prehensile and may be considered an adaptation for grasping and climbing. Epidermal surfaces from the palmar and plantar areas of the hands and feet of P. acutirostris were prepared for SEM examination, and studied at various magnifications. They show three major levels of complexity: (1) scale types, organized in gradients of size and imbrication, (2) scalar ornamentations, organized by increasing complexity and polarity, and (3) presence of Oberhautchen showing typically iguanian honeycomb micro-ornamentations. The shape and surface structure of the scales with their pattern of micro-ornamental peaks, which improve grip, and the grasping hands and feet indicate that P. acutirostris is morpho-functionally specialized for arboreality. (C) 2009 Elsevier GmbH. All rights reserved.

Crop rotation scheduling with adjacency constraints

In this article we propose a 0-1 optimization model to determine a crop rotation schedule for each plot in a cropping area. The rotations have the same duration in all the plots and the crops are selected to maximize plot occupation. The crops may have different production times and planting dates. The problem includes planting constraints for adjacent plots and also for sequences of crops in the rotations. Moreover, cultivating crops for green manuring and fallow periods are scheduled into each plot. As the model has, in general, a great number of constraints and variables, we propose a heuristics based on column generation. To evaluate the performance of the model and the method, computational experiments using real-world data were performed. The solutions obtained indicate that the method generates good results.

Susceptibility of winter crops to Pratylenchus brachyurus and effect on the nematode population in the maize crop

The aim of this study was to evaluate the susceptibility of winter crops to Pratylenchus brachyurus and their effect on the population of phytonematodes in the maize. To study the effect of the plants on nematodes, an experiment was set up in sandy, naturally-infested soil. The area was divided into strips, consisting of six blocks of 16 treatments, with eight winter treatments, subdivided on the basis of the fertilizer used (organic: bird litter, and synthetic: NPK). The initial nematode population was determined by sampling the soil (100 cm(3)) and weeds (10 g of root). The winter treatments put in place (bristle oats, chickpea, vetch bean, common bean, oilseed radish, wheat, intercropped bristle oats + oilseed radish and fallow), and the nematode population determined 100 days after sowing. Subsequently, two maize crops (summer and short season) were planted, and the nematode population in the soil and roots determined during crop full bloom. To evaluate the susceptibility of winter crops to nematodes, an experiment was conducted under controlled conditions, determining the nematode reproduction factor (RF) in the treatments described above. Both in the field and under controlled conditions, it was observed that the bristle oats, oilseed radish and intercropped oats + oilseed radish exhibited lower reproduction rates for P. brachyurus. In the field, lower population of nematodes was observed with the application of bird litter. Under controlled conditions, the highest RF were observed in the fallow plot and under common bean and chickpea, in that order.

Decomposição e liberação de nitrogênio de resíduos culturais de plantas de cobertura em um solo de cerrado

A produção de massa seca, a taxa de decomposição e a liberação de nitrogênio (N) foram avaliadas em um experimento com sete tipos de cobertura vegetal: milheto pérola (Pennisetum americanum sin. tiphoydes), braquiária (Brachiaria brizantha), sorgo forrageiro (Sorghum bicolor L. Moench), guandu (Cajanus cajan (L.) Millsp), crotalária juncea (Crotalarea juncea) e aveia-preta (Avena strigosa Schreb), em pousio e em área de cultivo convencional (testemunha), em solo de cerrado, em Uberaba, região do Triângulo Mineiro. Dentre as coberturas avaliadas, o milheto e a crotalária foram as que apresentaram a maior produção de massa seca, maior acúmulo e a maior liberação de N. A braquiária foi a cobertura que apresentou a maior taxa de decomposição. Todas as coberturas apresentaram a maior taxa de liberação de N até 42 dias após dessecação.

Compositional analysis for an unbiased measure of soil aggregation

Soil aggregation is an index of soil structure measured by mean weight diameter (MWD) or scaling factors often interpreted as fragmentation fractal dimensions (D-f). However, the MWD provides a biased estimate of soil aggregation due to spurious correlations among aggregate-size fractions and scale-dependency. The scale-invariant D-f is based on weak assumptions to allow particle counts and sensitive to the selection of the fractal domain, and may frequently exceed a value of 3, implying that D-f is a biased estimate of aggregation. Aggregation indices based on mass may be computed without bias using compositional analysis techniques. Our objective was to elaborate compositional indices of soil aggregation and to compare them to MWD and D-f using a published dataset describing the effect of 7 cropping systems on aggregation. Six aggregate-size fractions were arranged into a sequence of D-1 balances of building blocks that portray the process of soil aggregation. Isometric log-ratios (ilrs) are scale-invariant and orthogonal log contrasts or balances that possess the Euclidean geometry necessary to compute a distance between any two aggregation states, known as the Aitchison distance (A(x,y)). Close correlations (r>0.98) were observed between MWD, D-f, and the ilr when contrasting large and small aggregate sizes. Several unbiased embedded ilrs can characterize the heterogeneous nature of soil aggregates and be related to soil properties or functions. Soil bulk density and penetrater resistance were closely related to A(x,y) with reference to bare fallow. The A(x,y) is easy to implement as unbiased index of soil aggregation using standard sieving methods and may allow comparisons between studies. (C) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.

Produção de milho em plantio direto com adubação nitrogenada e cobertura do solo na pré-safra

A utilização de plantas de cobertura de solo em pré-safra é uma alternativa para fornecer nitrogênio (N) ao milho e viabilizar o sistema plantio direto nas Regiões Sudeste, Centro-Oeste, Norte e Nordeste, com inverno seco. Este estudo teve o objetivo de avaliar o efeito de doses de N e de espécies de plantas de cobertura, cultivadas em pré-safra, no fornecimento de N e na produtividade de milho em plantio direto. O delineamento experimental foi de blocos ao acaso, com parcelas subdivididas e quatro repetições. O estudo foi desenvolvido de 2000 a 2003. Os tratamentos principais foram constituídos de quatro sistemas de uso e manejo: milho em plantio direto após crotalária (PDcrot); milho em plantio direto após braquiária no primeiro ano e lablab nos dois últimos (PDlab); milho em plantio direto após milheto (PDmil); milho em plantio convencional após pousio (PC); e os secundários de três doses de N em cobertura para o milho (0, 60 e 120 kg ha-1). Foram avaliados, no milho, massa da matéria seca da parte aérea, produtividade de grãos, N acumulado e eficiência de utilização do N. A maior eficiência de utilização do N pelas plantas de milho ocorreu nos sistemas de plantio direto e crotalária em pré-safra e plantio convencional após pousio, que não diferiu entre os dois sistemas e foram superiores à dos sistemas de plantio direto em que foram utilizados lablab e milheto em pré-safra, que também não diferiram entre si. A máxima produtividade de grãos de milho foi de 7.259; 7.234; 6.723 e 6.461 kg ha-1, nas doses de N de 97,1; 120,0; 87,8 e 96,1 kg ha-1 nos sistemas plantio direto e crotalária, plantio convencional, plantio direto e lablab, e plantio direto e milheto em pré-safra, respectivamente (média dos três anos). No cultivo de milho em sistema de plantio direto a utilização de crotalária proporcionou maior produtividade em relação ao milheto e lablab em pré-safra.

Efeito da sucessão com leguminosas sob diferentes níveis de calagem no desenvolvimento e micorrização do trigo

Estudou-se, em areia quartzosa, em Assis (SP), a influência da calagem e de leguminosas para adubação verde sobre o desenvolvimento e micorrização do trigo. Verificou-se o efeito do pousio, do cultivo da soja e dos adubos verdes Crotalaria paulina, Crotalaria juncea e mucuna-preta (Stizolobium aterrimum), e da dosagem de calcário 0, 2 e 4 t/ha sobre os seguintes fatores: massa das raízes e da parte aérea e produtividade de grãos de trigo; teores de fósforo no solo e na folha-bandeira; percentagem de colonização e número de esporos de fungos micorrízicos no solo. A percentagem do sistema radicular do trigo, colonizado por fungos micorrízicos arbusculares aos 21 dias da emergência, e a massa de matéria seca da parte aérea e de grãos foram maiores nos tratamentos com aplicação de calcário e nos cultivados com C. paulina. A colonização do sistema radicular por fungos micorrízicos arbusculares influenciou positivamente o desenvolvimento da parte aérea e a produção de grãos do trigo. O teor de fósforo no solo e a micorrização não correlacionaram com o estado nutricional da planta em relação ao fósforo.

Desempenho de cultivares transgênicas de soja em sucessão a culturas de inverno em semeadura direta

The objective of this research was to evaluate crop yield and some characteristics and yield components of transgenic soybean cultivars sown after different winter cover crops in the first year under no tillage system. The experimental design was the completely randomized block with split plots and four replications. The main plots consisted of five winter cover crops, white oat (Avena sativa L.), forage turnip (Raphanus sativus L.), barley (Hordeum vulgare L.), wheat (Triticum aestivum L.) and ground pea (Pisum sativum L.) and an area under fallow (spontaneous vegetation). The subplots consisted of six soybean cultivars (BRS 243 RR, BRS 245 RR, BRS 247 RR, BRS 255 RR, BRS 256 RR and BRS 244 RR). Variance analysis for agronomic characteristics showed that soybean yield components were influenced by the interaction between winter crop and soybean cultivar. Thus, final population, number of nodes and pods per plant, nodes dry matter per plant, number of grains per pod and grain yield were affected significantly. When soybean nodulation was evaluated, the treatment with the area under fallow showed lower values. There was difference among winter crops for BRS 243 RR grain yield, white oat showed the highest values.

Least limiting water range in soil under crop rotations and chiseling

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

Soybean root growth and yield in rotation with cover crops under chiseling and no-till

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

Agregados em um Latossolo sob sistema plantio direto e rotação de culturas

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

Propriedades físicas do solo em sistemas de rotação de culturas conforme o uso de corretivos da acidez

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de sistemas de rotação de culturas e de corretivos da acidez nas propriedades físicas do solo. O experimento foi realizado entre outubro de 2006 e julho de 2008, em Botucatu, SP, em blocos ao acaso, com parcelas subdivididas e oito repetições. As parcelas foram constituídas por quatro sistemas de rotação: soja/pousio/milho/pousio, soja/aveia-branca/milho/feijão, soja/milheto/milho/guandu e soja/braquiária/milho/braquiária. As subparcelas consistiram do tratamento testemunha, sem correção, e da aplicação de 3,8 Mg ha-1 de calcário dolomítico (PRNT = 90%) ou de 4,1 Mg ha-1 de silicato de cálcio e magnésio (PRNT = 80%), na superfície de um Latossolo Vermelho argiloso. Foram determinadas: estabilidade de agregados, densidade do solo, porosidade total, macro e microporosidade, resistência do solo à penetração e umidade do solo. A aplicação dos corretivos de acidez em superfície não reduz a agregação do solo e aumenta a macroporosidade até 0,20 m de profundidade, após aplicação de silicato, e até 0,10 m, após aplicação de calcário. A manutenção do solo em pousio, na entressafra, prejudica a estruturação do solo, reduz a estabilidade de agregados e aumenta a resistência à penetração nas camadas superficiais. A semeadura de braquiária, entre as safras de verão, aumenta a estabilidade de agregados até 0,10 m de profundidade.

Cover crops and herbicide timing management on soybean yield under no-tillage system

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Ammonium and nitrate in soil and upland rice yield as affected by cover crops and their desiccation time

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)