Efficiency and environmental indexes to evaluate the sustainability of mineral and organic fertilization in an irrigated melon crop

Melon is traditionally cultivated in fertigated farmlands in the center of Spain with high inputs of water and N fertilizer. Excess N can have a negative impact, from the economic point of view, since it can diminish the production and quality of the fruit, from the environmental point of view, since it is a very mobile element in the soil and can contaminate groundwater. From health point of view, nitrate can be accumulated in fruit pulp, and, in addition, groundwater is the fundamental supply source of human populations. Best management practices are particularly necessary in this region as many zones have been declared vulnerable to NO3- pollution (Directive 91/676/CEE) During successive years, a melon crop (Cucumis melo L.) was grown under field conditions applying mineral and organic fertilizers under drip irrigation. Different doses of ammonium nitrate were used as well as compost derived from the wine-distillery industry which is relevant in this area. The present study reviews the most common N efficiency indexes under the different management options with a view to maximizing yield and minimizing N loss.

Yield, nutrient utilization and soil properties in a melon crop amended with wine-distillery waste

In Spain, large quantities of wine are produced every year (3,339,700 tonnes in 2011) (FAO, 2011) with the consequent waste generation. During the winemaking process, solid residues like grape stalks are generated, as well as grape marc and wine lees as by-products. According to the Council Regulation (EC) 1493/1999 on the common organization of the wine market, by-products coming from the winery industry must be sent to alcohol-distilleries to generate exhausted grape marc and vinasses. With an adequate composting treatment, these wastes can be applied to soils as a source of nutrients and organic matter. A three-year field experiment (2011, 2012 and 2013) was carried out in Ciudad Real (central Spain) to study the effects of wine-distillery waste compost application in a melon crop (Cucumis melo L.). Melon crop has been traditionally cultivated in this area with high inputs of water and fertilizers, but no antecedents of application of winery wastes are known. In a randomized complete block design, four treatments were compared: three compost doses consisted of 6.7 (D1), 13.3 (D2) and 20 t compost ha-1 (D3), and a control treatment without compost addition (D0). The soil was a shallow sandy-loam (Petrocalcic Palexeralfs) with a depth of 0.60 m and a discontinuous petrocalcic horizon between 0.60 and 0.70 m, slightly basic (pH 8.4), poor in organic matter (0.24%), rich in potassium (410 ppm) and with a medium level of phosphorus (22.1 ppm). During each growing period four harvests were carried out and total and marketable yield (fruits weighting <1 kg or visually rotten were not considered), fruit average weight and fruit number per plant were determined. At the end of the crop cycle, four plants per treatment were sampled and the nutrient content (N, P and K) was determined. Soil samplings (0-30 cm depth) were carried before the application of compost and at the end of each growing season and available N and P, as well as exchangeable K content were analyzed. With this information, an integrated analysis was carried out with the aim to evaluate the suitability of this compost as organic amendment.

A Novel Alkaline α-Galactosidase from Melon Fruit with a Substrate Preference for Raffinose1

The cucurbits translocate the galactosyl-sucrose oligosaccharides raffinose and stachyose, therefore, α-galactosidase (α-d-galactoside galactohydrolase, EC 3.2.1.22) is expected to function as the initial enzyme of photoassimilate catabolism. However, the previously described alkaline α-galactosidase is specific for the tetrasaccharide stachyose, leaving raffinose catabolism in these tissues as an enigma. In this paper we report the partial purification and characterization of three α-galactosidases, including a novel alkaline α-galactosidase (form I) from melon (Cucumis melo) fruit tissue. The form I enzyme showed preferred activity with raffinose and significant activity with stachyose. Other unique characteristics of this enzyme, such as weak product inhibition by galactose (in contrast to the other α-galactosidases, which show stronger product inhibition), also impart physiological significance. Using raffinose and stachyose as substrates in the assays, the activities of the three α-galactosidases (alkaline form I, alkaline form II, and the acid form) were measured at different stages of fruit development. The form I enzyme activity increased during the early stages of ovary development and fruit set, in contrast to the other α-galactosidase enzymes, both of which declined in activity during this period. In the mature, sucrose-accumulating mesocarp, the alkaline form I enzyme was the major α-galactosidase present. We also observed hydrolysis of raffinose at alkaline conditions in enzyme extracts from other cucurbit sink tissues, as well as from young Coleus blumei leaves. Our results suggest different physiological roles for the α-galactosidase forms in the developing cucurbit fruit, and show that the newly discovered enzyme plays a physiologically significant role in photoassimilate partitioning in cucurbit sink tissue.

Callose Deposition Is Responsible for Apoplastic Semipermeability of the Endosperm Envelope of Muskmelon Seeds1

Semipermeable cell walls or apoplastic “membranes” have been hypothesized to be present in various plant tissues. Although often associated with suberized or lignified walls, the wall component that confers osmotic semipermeability is not known. In muskmelon (Cucumis melo L.) seeds, a thin, membranous endosperm completely encloses the embryo, creating a semipermeable apoplastic envelope. When dead muskmelon seeds are allowed to imbibe, solutes leaking from the embryo are retained within the envelope, resulting in osmotic water uptake and swelling called osmotic distention (OD). The endosperm envelope of muskmelon seeds stained with aniline blue, which is specific for callose (β-1,3-glucan). Outside of the aniline-blue-stained layer was a Sudan III- and IV-staining (lipid-containing) layer. In young developing seeds 25 d after anthesis (DAA) that did not exhibit OD, the lipid layer was already present but callose had not been deposited. At 35 DAA, callose was detected as distinct vesicles or globules in the endosperm envelope. A thick callose layer was evident at 40 DAA, coinciding with development of the capacity for OD. Removal of the outer lipid layer by brief chloroform treatment resulted in more rapid water uptake by both viable and nonviable (boiled) seeds, but did not affect semipermeability of the endosperm envelope. The aniline-blue-staining layer was digested by β-1,3-glucanase, and these envelopes lost OD. Thus, apoplastic semipermeability of the muskmelon endosperm envelope is dependent on the deposition of a thick callose-containing layer outside of the endosperm cell walls.

Análise de ligação do gene de resistência Zym-2 com marcadores microssatélites e reação de acessos de meloeiro ao Zucchini yellow mosaic virus (ZYMV)

As viroses causam perdas significativas na cultura do melão. Dentre essas, o vírus do mosaico amarelo da abobrinha-de-moita (Zucchini yellow mosaic virus- ZYMV) possui grande importância para a cultura e é encontrado em todos os locais de plantio de cucurbitáceas. O controle desse vírus através da resistência genética é a forma mais eficiente de manejo. O acesso PI414723 é a única fonte de resistência de meloeiro ao ZYMV. Essa resistência é oligogênica e supostamente condicionada por três genes dominantes: Zym-1, Zym-2 e Zym-3. A localização cromossômica do gene Zym-1 já foi confirmada no grupo de ligação 2, próximo ao marcador CMAG36. Entretanto, a localização de Zym-2 ainda carece de confirmação experimental, muito embora existam evidências de sua localização no grupo de ligação 10 (LGX). Sendo assim, um dos objetivos do presente trabalho foi confirmar a localização do gene Zym-2 através de análises de ligação com marcadores microssatélites (SSRs). Para tanto, foi utilizada uma população F2 derivada do cruzamento PI414723 x \'Védrantais\'. As plantas foram inoculadas mecanicamente com o isolado RN6-F, patótipo 0, duas vezes em um intervalo de 24 h. A confirmação da infecção e a quantificação dos títulos virais nas plantas F2 foram realizadas através do teste PTA-ELISA. O DNA genômico das plantas foi extraído da primeira folha verdadeira e utilizado nas reações de PCR com primers específicos para SSRs selecionados pertencentes ao LGX. Observou-se uma distribuição assimétrica de classes de absorbância e maior frequência de indivíduos F2 na classe com menor valor (0,1 a 0,2), sugerindo a existência de um gene de efeito maior. O teste chi-quadrado mostrou que todos os marcadores segregaram na frequência esperada (1:2:1), exceto o marcador CMCT134b. A ligação do Zym-2 aos marcadores foi confirmada por meio de regressão linear simples. Dos marcadores analisados, a regressão linear foi significativa para MU6549 e CMBR55, com p-valores de 0,011 e 0,0054, respectivamente. As análises de ligação mostraram que as ordens e as distâncias entre os marcadores condizem com os mapas presentes na literatura. Um segundo objetivo do estudo foi o de avaliar a reação ao ZYMV de 42 acessos de meloeiro oriundos da região Nordeste do Brasil, com o intuito de explorar novas fontes de resistência. Foram realizados dois experimentos utilizando a mesma metodologia citada anteriormente. O título viral médio entre os acessos variou de 0,123 a 0,621 no experimento 1 e de 0,019 a 0,368 no experimento 2. Alguns acessos apresentaram consistentemente baixos títulos virais, próximos aos do acesso resistente PI414723 e dos controles negativos (plantas não inoculadas da cultivar \'Védrantais\'). Portanto, estes acessos mostram-se como potenciais fontes de resistência ao vírus para o emprego em programas de melhoramento.

Estudos bioecológicos da mosca mineira Liriomyza (diptera: agromyzidae) e dos seus parasitóides, em culturas protegidas, no Algarve

Tese de dout. em Ciências Agrárias, especialidade Protecção de Plantas, Faculdade de Engenharia e Recursos Naturais, Univ. do Algarve, 2001

Forrageamento de néctar por Apis mellifera Lineu, 1758 (Hymenoptera: Apidae) nas flores do meloeiro ao longo do ano.

O presente estudo teve como objetivo avaliar o comportamento forrageador de A. mellifera para a coleta de néctar nas flores de meloeiro do tipo amarelo (Cucumis melo Lineu, 1753) ao longo do ano, sem adição de colmeias.

Carbono total do solo em área de cultivo de meloeiro sob diferentes sistemas de preparo do solo e coberturas vegetais.

O uso de coquetéis vegetais no manejo agrícola pode aumentar o teor de carbono e melhorar a qualidade do solo. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito de diferentes sistemas de manejo do solo e do uso de coquetéis vegetais como cultura de cobertura sobre o teor de carbono total do mesmo. As amostras de solo foram coletadas, nas camadas de 0-5 cm, 5-10 cm, 10-20 cm e 20-40 cm, após o quarto ciclo de produção de melão, em um experimento de longa duração, instalado no Campo Experimental Bebedouro, na Embrapa Semiárido, com arranjo de parcelas subdivididas, tendo nas parcelas dois sistemas de manejo de solo (com revolvimento e sem revolvimento) e nas subparcelas dois coquetéis vegetais (CV1- 75% leguminosas + 25% gramíneas e oleaginosas; CV2- 25% leguminosas + 75% gramíneas e oleaginosas) e uma vegetação espontânea (VE), com delineamento em blocos casualizados, com quatro repetições. Determinou-se o carbono total do solo por meio do analisador elementar modelo TruSpec CN Leco. Verificou-se que o uso de diferentes coberturas vegetais sob manejo do solo sem revolvimento promove aumento do teor de carbono total do mesmo na camada 0-5 cm.

Efeito direto de fosfitos de potássio a Fusarium solani f. sp. cucurbitae.

O presente trabalho objetivou avaliar o efeito de doses (1,25; 2,5; 5,0 e 10 mL L-1) de fosfito de potássio no crescimento micelial e na germinação de conídios de Fusarium solani f. sp. cucurbitae, agente causal da podridão-do-colo e raízes do meloeiro. Foram avaliadas as doses 1,25; 2,5; 5,0 e 10 mL L-1 dos fosfitos, uma testemunha apenas com água (dose ?0?) e o fungicida tebuconazol + trifloxistrobina (1,0 mL L-1). As formulações de fosfito de potássio avaliadas proporcionaram toxidez direta a F. solani f. sp. cucurbitae, apresentando efeito significativo de doses no crescimento micelial e germinação de conídios do fungo. Contudo, observou-se maior efeito das formulações de fosfitos na inibição da germinação (DL50 =1,7 e 1,1 mL-1) do que na inibição do crescimento micelial (DL50 >10 mL-1 para os dois fosfitos). Na maior dose avaliada (10 mL L-1), a inibição do crescimento micelial foi de 33% e 18%, na dose de 5 mL L-1 as formulações inibiram a germinação em 88% e 89%. O fungicida inibiu totalmente o crescimento micelial e em inibiu a germinação dos conídios em torno de 99%, diferindo dos demais tratamentos.

Alterações na estabilidade estrutural do solo após adubação verde.

Este trabalho teve como objetivo avaliar a estabilidade estrutural do solo cultivado com melão (Cucumis melo L.), após a utilização de diferentes adubos verdes e dois tipos de manejo do solo. O estudo foi realizado em solo de textura média/argilosa, classificado como Argissolo Vermelho Amarelo distrófico plíntico. O delineamento estatístico constituiu-se de blocos ao acaso em esquema de parcelas subdivididas, sendo as mesmas compostas por dois sistemas de manejo ? com revolvimento (CR) e sem revolvimento (SR), e as subparcelas por três tipos de adubos verdes (dois coquetéis vegetais (CV1 ? 75% leguminosas + 25% não-leguminosas; CV2 ? 75% não- leguminosas + 25% leguminosas) ? e vegetação espontânea (VE). O uso de coquetéis vegetais, por quatro ciclos de cultivo, aumentou a proporção de agregados nas clases de maior tamanho (2 mm a 0,25 mm). A incorporação da palhada aumentou a proporção de agregados com menor diâmetro (? 0,125 mm).

Soil management systems for sustainable melon cropping in the Submedian of the São Francisco Valley.

Changes in soils management systems, including the application of green manure, are able to increase crop productivity. The aim of this study was to propose a soil management system with the use of green manure to improve the nutritional status and melon productivity in the submedian of the São Francisco Valley. The experiment was installed in Typic Plinthustalf and conducted in split plot. There were two soil tillage systems, tillage (T) and no tillage (NT), and three types of green manure (two vegetal cocktails: VC1- 75% legumes (L) + 25% non-legumes (NL); VC2- 25% L+ 75% NL and spontaneous vegetation (SV)). The experimental design was a randomised block with four replications. Fourteen species of legumes, grasses and oilseeds were used for the composition of the plant cocktails. We evaluated production of the dry shoot and root biomass and carbon and nutrient accumulation by green manures and melon plant. Data were subjected to analysis of variance and the treatment means were compared by Tukey´s test (P<0.05). Shoot biomass production and carbon and nutrient accumulation were higher in plant mixtures compared to spontaneous vegetation. The root system of the plant cocktails added larger quantities of biomass and nutrients to the soil to a depth of 0.60 m when compared to the spontaneous vegetation. The cultivation of plant cocktails with soil tillage, regardless of their composition, is a viable alternative for adding biomass and nutrients to the soil in melon crops in semi-arid conditions, providing productivity increases.

Resposta produtiva do meloeiro sob diferentes lâminas de água e doses de nitrogênio.

Embora o Estado do Piauí possua boas condições edafoclimáticas para o cultivo do meloeiro, ainda são poucas as informações técnicas e científicas da correta quantidade de água e de adubação nitrogenada para a cultura do melão que, por sua vez, representem melhor retorno econômico. Diante disto, o objetivo do presente trabalho foi avaliar a resposta produtiva do meloeiro a aplicação de diferentes lâminas de água e de adubação nitrogenada nas condições edafoclimáticas de Teresina, Piauí.

Isolation and Estimation of Cytokinins and Cytokinin-Containing Transfer RNAs from Cucumis

N6-({Delta}2-Isopentenyl) adenosine antibodies were used for the isolation of free cytokinins and cytokinin-containing tRNAs from parts of Cucumis sativus L. var. Guntur seedlings and for the estimation of cytokinins in them. Immobilized N6-({Delta}2-isopentenyl) adenosine antibodies retained tRNAs containing N6-({Delta}2-isopentenyl) adenosine and N6-(4-hydroxy-3-methylbut-2-enyl) adenosine with equal efficiencies. There were at least five cytokinins in the free form in cucumber seedlings. N6-(4-Hydroxy-3-methylbut-2-enyl) adenosine, N6-({Delta}2-isopentenyl) adenosine, and N6-({Delta}2-isopentenyl) adenine were present at least to the extent of 80, 23, and 9 nanograms, respectively, in the cotyledons and 40, 6, and 3 nanograms, respectively, in the decotyledonated seedlings per gram of tissue. Only two cytokinins were found in the tRNAs of cucumber cotyledons, namely N6-({Delta}2-isopentenyl) adenosine and N6-(4-hydroxy-3-methylbut-2-enyl) adenosine in amounts of 12 and 318 nanograms, respectively, per gram of tissue. Immunoaffinity chromatographic analysis of radiolabeled aminoacyl tRNAs from cucumber cotyledons showed that tRNAPhe and tRNATyr contained cytokinins whereas tRNAAla did not.

Isolation Of A Cytokinin-Binding Protein From Cucumis-Sativus Cotyledons

A cytokinin-binding protein which exists as monomer and dimer was isolated from cucumber (Cucumis sativus L. var Guntur) cotyledons by affinity chromatography on AH-Sepharose-pi6 Ap /s> column. The protein bound to [3H]-N6-(Δ2-isopentenyl) adenosine trialcohol. On Sephadex G-50 chromatography it gave 2 peaks corresponding to molecular weight 4000 and 8000 daltons. On sodium dodecyl sulphate-polyacrylamide gel electrophoresis, it gave only one band with an apparent molecular weight of 4000 daltons.

Introdução e avaliação de cultivares de repolho (Brassica oleracea var. capitata) para o período seco no estado do Acre.

As cultivares utilizadas pelos produtores acreanos são pouco adaptadas às condições climáticas locais. Novas cultivares de repolho adaptadas às temperaturas elevadas e resistentes às principais doenças, têm sido lançadas no mercado pelos órgãos de pesquisa pública e firmas privadas. Como existem poucas informações no Estado em relação ao comportamento dessas cultivares, foi iniciado um trabalho de introdução e avaliação, com o objetivo de identificar germoplasmas adaptados às condições edafoclimáticas do Acre.