Soil fertility, nutrition and early growth of physic nut as affected by nitrogen fertilization

The initial growth and mineral nutrition of the physic nut (Jatropha curcas L.) as a function of nitrogen (N) fertilization was investigated. The transplanting of seedlings was carried out in plastic pots filled with 50 dm3 of a Rhodic Hapludox, under a plastic greenhouse. In addition to a control treatment, the dosages of 0, 40, 80, 120, and 160 mg dm−3 N were tested. The results demonstrated that N fertilization for the cultivation of physic nut could be added as top dressing from 60 days after planting with a dosage of 65 mg dm−3. A SPAD index of 46 can be used as a nutritional reference to its initial development. Furthermore, the results suggested that the order of nutrient accumulation by the physic nut plants is as follows: potassium (K) > N > magnesium (Mg) > calcium (Ca) > phosphorus (P) > sulfur (S) > iron (Fe) > manganese (Mn) > boron (B) > zinc (Zn) > copper (Cu).

Molecular basis of Corynebacterium diphtheriae virulence and infection in the Caenorhabditis elegans model host

Corynebacterium diphtheriae is the causative agent of cutaneous and pharyngeal diphtheria in humans. While lethality is certainly caused by diphtheria toxin, corynebacterial colonization may primarily require proteinaceous fibers called pili, which mediate adherence to specific tissues. The type strain of C. diphtheriae possesses three distinct pilus structures, namely the SpaA, SpaD, and SpaH-type pili, which are encoded by three distinct pilus gene clusters. The pilus is assembled onto the bacterial peptidoglycan by a specific transpeptidase enzyme called sortase. Although the SpaA pili are shown to be specific for pharyngeal cells in vitro, little is known about functions of the three pili in bacterial pathogenesis. This is mainly due to lack of in vivo models of corynebacterial infection. As an alternative to mouse models as mice do not have functional receptors for diphtheria toxin, in this study I use Caenorhabditis elegans as a model host for C. diphtheriae. A simple C. elegans model would be beneficial in determining the specific role of each pilus-type and the literature suggests that C. elegans infection model can be used to study a variety of bacterial species giving insight into bacterial virulence and host-pathogen interactions. My study examines the hypothesis that pili and toxin are major virulent determinants of C. diphtheriae in the C. elegans model host.

Remote sensing of LAI, chlorophyll and leaf nitrogen pools of crop- and grasslands in five European landscapes.

Leaf nitrogen and leaf surface area influence the exchange of gases between terrestrial ecosystems and the atmosphere, and play a significant role in the global cycles of carbon, nitrogen and water. The purpose of this study is to use field-based and satellite remote-sensing-based methods to assess leaf nitrogen pools in five diverse European agricultural landscapes located in Denmark, Scotland (United Kingdom), Poland, the Netherlands and Italy. REGFLEC (REGularized canopy reFLECtance) is an advanced image-based inverse canopy radiative transfer modelling system which has shown proficiency for regional mapping of leaf area index (LAI) and leaf chlorophyll (CHLl) using remote sensing data. In this study, high spatial resolution (10–20 m) remote sensing images acquired from the multispectral sensors aboard the SPOT (Satellite For Observation of Earth) satellites were used to assess the capability of REGFLEC for mapping spatial variations in LAI, CHLland the relation to leaf nitrogen (Nl) data in five diverse European agricultural landscapes. REGFLEC is based on physical laws and includes an automatic model parameterization scheme which makes the tool independent of field data for model calibration. In this study, REGFLEC performance was evaluated using LAI measurements and non-destructive measurements (using a SPAD meter) of leaf-scale CHLl and Nl concentrations in 93 fields representing crop- and grasslands of the five landscapes. Furthermore, empirical relationships between field measurements (LAI, CHLl and Nl and five spectral vegetation indices (the Normalized Difference Vegetation Index, the Simple Ratio, the Enhanced Vegetation Index-2, the Green Normalized Difference Vegetation Index, and the green chlorophyll index) were used to assess field data coherence and to serve as a comparison basis for assessing REGFLEC model performance. The field measurements showed strong vertical CHLl gradient profiles in 26% of fields which affected REGFLEC performance as well as the relationships between spectral vegetation indices (SVIs) and field measurements. When the range of surface types increased, the REGFLEC results were in better agreement with field data than the empirical SVI regression models. Selecting only homogeneous canopies with uniform CHLl distributions as reference data for evaluation, REGFLEC was able to explain 69% of LAI observations (rmse = 0.76), 46% of measured canopy chlorophyll contents (rmse = 719 mg m−2) and 51% of measured canopy nitrogen contents (rmse = 2.7 g m−2). Better results were obtained for individual landscapes, except for Italy, where REGFLEC performed poorly due to a lack of dense vegetation canopies at the time of satellite recording. Presence of vegetation is needed to parameterize the REGFLEC model. Combining REGFLEC- and SVI-based model results to minimize errors for a "snap-shot" assessment of total leaf nitrogen pools in the five landscapes, results varied from 0.6 to 4.0 t km−2. Differences in leaf nitrogen pools between landscapes are attributed to seasonal variations, extents of agricultural area, species variations, and spatial variations in nutrient availability. In order to facilitate a substantial assessment of variations in Nl pools and their relation to landscape based nitrogen and carbon cycling processes, time series of satellite data are needed. The upcoming Sentinel-2 satellite mission will provide new multiple narrowband data opportunities at high spatio-temporal resolution which are expected to further improve remote sensing capabilities for mapping LAI, CHLl and Nl.

Disponibilidade de níquel no sistema solo-planta: efeito de doses e saturações por bases

Por se tratar de um elemento essencial às plantas e um metal pesado ao mesmo tempo, o níquel requer atenção quanto aos aspectos da fisiologia de plantas e ambiental. Além disso, existe um intervalo estreito entre as exigências nutricionais e os teores tóxicos às plantas. Neste contexto, objetivou-se avaliar o efeito do Ni no sistema solo-planta, com foco no ciclo do N e a disponibilidade do elemento no solo, por meio de experimento em condições controladas, utilizando vasos distribuídos inteiramente ao acaso, utilizando-se esquema fatorial 2 x 5, com sete repetições cada tratamento. O primeiro fator foi constituído de duas saturações por base (50 e 70%) e o segundo de cinco doses de Ni (0; 0,1; 0,5; 1,0 e 10,0 mg dm-3 de solo). Os vasos foram preenchidos com 8 dm3 de terra e cultivados com soja [Glycine max (L.) Merrill] sucedida por girassol (Helianthus annuus L.). Os parâmetros qualitativos e quantitativos: altura de plantas (AP), diâmetro do caule (DC), número de nós (NN), estádio fenológico (EF), índice SPAD e, diâmetro do capítulo (DCap) (para girassol) foram avaliadas aos 30 e 60 dias após a emergência (d.a.e.) de cada cultivo. Plantas inteiras de soja, amostradas em quatro vasos de cada tratamento, foram coletadas no estádio R1. Na mesma ocasião foram coletadas amostras de solo da rizosfera. Em seguida, as plantas coletadas foram divididas em: folhas; raízes (nódulos na soja) e parte aérea. Foram determinados nas folhas utilizadas para diagnose em soja e girassol: os teores de macro e micronutrientes, as atividades da redutase do nitrato e da urease e as concentrações dos ácidos orgânicos: oxálico, malônico, succínico, málico, tartárico, fumárico, oxaloacético, cítrico e lático. Os mesmos ácidos orgânicos foram determinados em raízes secundárias de girassol e nódulos de soja. Foram realizadas avaliações ultraestruturais por meio de microscopia eletrônica de transmissão (MET) em raízes de girassol, e estruturais e de tonalidade em nódulos de soja, por meio de microscopia de luz. No solo, foram determinadas: atividade urease, desidrogenase, Ni total e fitodisponível pelos métodos: Mehlich-1, Mehlich-3 e DTPA. No período de maturidade fisiológica de cada cultura foi realizada a colheita das plantas dos vasos restantes para determinação de produção de grãos, teores de Ni na planta inteira e Ni e N nos grãos. Ao final dos dois experimentos foi realizada nova coleta de solo para extração sequencial de Ni. O índice SPAD em soja aos 60 d.a.e., a produção de massa seca da parte aérea da soja e da raiz de girassol foram influenciados pela saturação por bases, doses de níquel e pela a interação destes. Foram influenciados pelas saturações por base e doses de níquel (fatores isolados): para soja: AP aos 60 d.a.e., NN aos 30 e 60 d.a.e., SPAD aos 30 d.a.e.; para girassol: AP e NN aos 30 e 60 d.a.e., DC e SPAD aos 30 d.a.e. As demais variáveis avaliadas aos 30 e 60 d.a.e. foram influenciadas apenas pela saturação por bases, ou doses de Ni separadamente. As plantas de soja e girassol apresentaram maiores teores de Ni nos diferentes tecidos avaliados (exceto grãos) quando cultivadas sob V50%. A produção de grãos de soja e girassol não foi influenciada pelos tratamentos, porém o teor de N dos grãos de soja influenciado pelas doses de Ni na V70%. A atividade da enzima urease nas folhas de soja e girassol foi responsiva positivamente ao aumento das doses de Ni. Quatro dos ácidos orgânicos avaliados e o teor de N nas folhas e nos grãos foram maiores nas plantas cultivadas sob V70% com a dose de 0,5 mg dm-3 de Ni. As doses de Ni bem com as saturações por bases influenciaram diretamente o balanço de nutrientes das plantas. Os extratores Mehlich-1, Mehlich-3 e DTPA apresentaram elevado coefienciente de correlação entre a fração de Ni disponível no solo e a concentração do elemento nas plantas de soja e girassol, sendo o extrator DTPA o que apresentou maior coeficiente de correlação. O Ni apresentou distribuição variável entre as diferentes frações do solo em função dos tratamentos. Os solos dos tratamentos com saturação por bases de 70% apresentaram maior concentração de Ni ligado a carbonato, comparado aos tratamentos sob saturação por bases de 50%. A distribuição do Ni entre as frações do solo seguiu a seguinte orgem: ligado a carbonato < trocável < ligado a óxidos < matéria orgânica < residual. A saturação por bases exerceu efeito diferenciado para a atividade da urease no solo em função da cultura avaliada. Por sua vez, o Ni exerceu efeito diferenciado sobre a atividade de desidrogenase em função da cultura estudada

Fatores de bioconcentração e disponibilidade de bário, cádmio, cobre, níquel e zinco em solos e em culturas de interesse agronômico

Os elementos potencialmente tóxicos (EPTs) estão presentes nos solos em concentrações dependentes do material de origem e das ações antrópicas. A adição de EPTs ao solo pelas atividades antrópicas pode ocasionar risco à saúde humana, já que estes elementos podem ser acumulados no organismo por meio do contato dérmico com o solo, da inalação de partículas em suspensão, de ingestão de solo e de alimentos contaminados. A contaminação dos alimentos ocorre pelo cultivo em áreas com alta biodisponibilidade de EPTs, e nessa condição ocorre absorção e translocação para a parte aérea, com possível acúmulo dos metais nas porções comestíveis, como raízes, frutos e grãos. A biodisponibilidade dos EPTs é regulada pelas características químicas dos elementos e por atributos do solo, como a CTC, o pH e a matéria orgânica (MO). Sintomas de toxicidade e alterações morfológicas e fisiológicas podem aparecer dependendo da absorção e da movimentação dos EPTs nas plantas. Objetivou-se neste trabalho avaliar o efeito da adição de bário (Ba), de cádmio (Cd), de cobre (Cu), de níquel (Ni) e de zinco (Zn) em amostras de um Neossolo Quartzarênico e um Latossolo Vermelho distrófico, sob duas condições de saturação por bases (30% e 50 ou 70%, dependendo da cultura), no cultivo de arroz (Oryza sativa), alface (Lactuca sativa), girassol (Helianthus annuus) e tomate (Solanum lycopersicum). Os EPTs nos solos foram extraídos com EPA 3051a, Água Régia, DTPA, Mehlich 1, Mehlich 3, HNO3 (0,43 mol L-1) e CaCl2 (0,01 mol L-1), e seus teores correlacionados com os presentes nas raízes, na parte aérea, nos frutos e com a quantidade acumulada pelas plantas. Os fatores de bioconcentração (FBC) e de transferência (FT) foram calculados para as culturas. O índice SPAD (Soil Plant Analysis Development - Chlorophyll Meter) foi determinado na fase vegetativa da alface, do arroz e do girassol, enquanto a atividade fotossintética foi determinada pelo IRGA (Infrared gas analyzer). Os maiores teores de EPTs foram observados nas plantas cultivadas no Neossolo. As quantidades de Cu, Ni e Zn acumuladas nas plantas apresentaram correlação positiva com os teores extraídos pelo EPA 3051a e pela Água Régia. Os teores extraídos com HNO3 (0,43 mol L-1) apresentaram elevada correlação positiva com os teores reativos extraídos com DTPA e com Mehlich 3, e também com as quantidades de EPTs acumuladas pelas plantas. Os FBCs foram mais altos nos solos com baixa CTC, baixos teores de MO e baixos valores de pH. O arroz apresentou a menor translocação de Cd do sistema radicular para os grãos. O Cu, o Ni e o Zn causaram alterações no desenvolvimento da alface e do girassol, e diminuíram a transpiração e a condutância estomática da alface. O arroz apresentou a menor absorção de EPTs e a maior tolerância ao Ba, ao Cd, ao Ni e ao Zn, no entanto, as plantas apresentaram maiores condutividade estomática e transpiração.

Relación del gasto en ocio y vacaciones con variables del ciclo de vida del hogar, demográficas, geográficas y económicas

El gasto en ocio y vacaciones de los hogares puede depender de variables demográficas, geográficas y económicas asociadas al hogar o al sustentador principal. También afecta el tipo de hogar, cuya clasificación puede realizarse según los modelos considerados en la teoría del ciclo de vida del hogar (CVH). En este trabajo, se utiliza el programa estadístico SPAD para aplicar la metodología de la caracterización de la variable y analizar el poder explicativo de un total de doce variables sobre el gasto en “vacaciones todo incluido”, “servicios culturales” y otras cinco partidas destacadas del grupo “Ocio, espectáculos y cultura” de la Encuesta de Presupuestos Familiares (EPF) de España. El estudio confirma el interés de considerar variables como el número de dependientes para segmentar consumidores de ocio y vacaciones, pero no de variables más complejas basadas en modelos del CVH.

Transpiration efficiency in a segregating population of sunflower: Inheritance, correlation with other traits and association with hybrid grain yield

Plants incorporate isotopes of carbon into their tissue at different rates because of discrimination against 13C relative to 12C during photosynthesis. This difference in discrimination has been negatively correlated with transpiration efficiency (TE) in many C3 species and so, carbon isotope discrimination (Δ) of leaf tissues has been proposed as a potential tool for selecting genotypes with improved performance under water limited conditions. The relationship between Δ and TE in sunflower has been described previously using diverse genotypes, but this relationship has not been investigated with material selected from a segregating population. In this study, the TE of twenty recombinant inbred lines from a population (HAR4 x SA52) segregating for Δ was evaluated in a rainout shelter experiment. A strong negative genetic correlation between TE and Δ was observed (rg = -0.58), confirming previous studies of sunflower with unrelated lines. In addition, TE was strongly correlated to plant height at the final harvest (rg = 0.64) and TDW (rg = 0.58), and moderately correlated to SLW (rg = 0.46) and SPAD (rg = 0.21) but not leaf number (rg = 0.02). Estimates of narrow sense heritability of TE and Δ were very high (0.82 and 0.77, respectively) suggesting that selection for these traits could occur in early generations of segregating populations. Grain yield evaluations under field conditions of hybrids contrasting for Δ showed that low Δ (high TE) hybrids had a yield advantage between 22-35% in dry environments where the yield was less than 2t/ha. While this level of yield advantage may not be realized in commercial breeding programs, computer simulations suggest that 10-15% yield improvements may be possible. Low Δ material selected from the population HAR4 x SA52 has been distributed to private seed companies for further evaluation.

RELAÇÃO ENTRE O TEOR ABSOLUTO E RELATIVO DE CLOROFILA EM FOLHAS DE VIMEIRO

Os métodos tradicionais para a quantificação de clorofilas implicam na destruição das folhas, além de serem demorados e dispendiosos. Uma alternativa aos métodos destrutivos é o uso de medidores portáteis, dentre eles o SPAD 502, que mede a intensidade da cor verde das folhas, resultando no índice SPAD (Soil Plant Analysis Development). No entanto, o índice SPAD deve ser ajustado para o teor de clorofilas, conforme a espécie de interesse. O objetivo do presente trabalho foi calibrar o índice SPAD para a quantificação de clorofilas em folhas de plantas de vime ( Salix viminalis ). Folhas desta espécie, com tonalidade variando de verde-amarelada (clorótica) a verde-escura, foram avaliadas individualmente com o SPAD-502, seguido de quantificações destrutivas dos teores de clorofilas a, b e totais, expressos em unidade de área e massa fresca foliar. Houve elevado coeficiente de determinação (R²) entre os valores de índice SPAD e os teores de clorofila a, b e totais nas folhas, expressos em μg cm-2 de área foliar (R² de 0,86; 0,88 e 0,93, respectivamente) e entre os valores de índice SPAD e os teores de clorofilas b e totais, expressos em μg g-1 de massa fresca (R² 0,79 e 0,81, respectivamente). Os resultados mostram que existe viabilidade no uso do clorofilômetro SPAD 502, como alternativa aos métodos destrutivos, para a quantificação de clorofilas (em unidade de área; μg cm-2) em folhas de vimeiro.

Teor de clorofila na couve-flor em função de fontes e doses de boro.

O boro (B) é um dos micronutrientes mais importantes na cultura da couve flor (Brassica oleracea) sendo a sua deficiência comum nesta espécie, causando sintomas característicos e severos, inviabilizando em alguns casos a produção de inflorescências comercializáveis. De maneira geral, a couve-flor responde à adubação boratada e a intensidade da resposta esta relacionada ao teor do nutriente no solo, tipo de solo e a cultivar. Com o objetivo de avaliar o efeito da adubação com fontes e doses de B via solo na cultura da couve-flor, foi realizado um experimento em ambiente protegido na Universidade Estadual de Londrina (UEL). O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualisado com quatro repetições num fatorial 4 x 2, sendo quatro doses de B (0; 0,5; 1,0 e 2,0 mg kg-1) e duas fontes de B [ácido bórico (17% de B) e Solubor® (21% de B)]. A semeadura da cultivar Piracicaba Precoce foi realizada em vasos de 3,0 L preenchidos com solo. Antes da semeadura foi realizada a calagem para elevar a saturação por bases a 70%. A adubação de semeadura foi realizada com uma solução completa N (150 mg L-1), P K (100 mg L-1), Cu (1,5 mg L-1), Zn (5 mg L-1) e Fe Mn (2,5 mg L-1). A adubação com B foi realizada no solo via solução logo após a semeadura. A adubação com N e K foi parcelada, sendo ½ na semeadura e ½ em cobertura aos 15 dias após a semeadura. Avaliou-se o teor de clorofila, determinado indiretamente no terço médio da folha mais desenvolvida, aos 45 dias após a semeadura, por meio de leituras SPAD com auxílio de um clorofilômetro digital (Minolta 502). Os maiores teores de clorofila nas folhas de couve flor foram observados na aplicação de ácido bórico, entretanto, não houve diferença significativa entre as doses de B. Conclui-se que independente da dose de B, a adubação com boro via solo na forma de ácido bórico aumentou o teor de clorofila das folhas de couve flor Piracicaba Precoce.

Teor de clorofila e produtividade do trigo em razão da adubação foliar com boro na presença de aminoácidos.

O trigo é uma cultura de ciclo anual cultivada no inverno. Nas culturas de arroz, trigo, aveia e milho, foram evidenciados boas correlações entre a leitura SPAD e a produtividade de grãos. O trabalho teve como objetivo estudar o efeito da adubação foliar com boro (B) na presença de aminoácidos (AAs) no teor de clorofila e produtividade de grãos do trigo, assim como na sua correlação. O experimento foi realizado na Embrapa Soja (Londrina - PR), no ano de 2014. O solo da área experimental é classificado como Latossolo Vermelho distroférrico. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso, com quatro repetições e seis tratamentos com doses de ácido bórico na presença de aminoácidos, exceto a testemunha. As doses estudadas foram: T1- 0 kg ha-1 de H3BO3 sem aminoácidos (Testemunha); T2- 0 kg ha-1 de H3BO3; T3- 1 kg ha-1 de H3BO3; T4- 2 kg ha-1 de H3BO3; T5- 4 kg ha-1 de H3BO3; T6- 8 kg ha-1 de H3BO3. O plantio da cultivar BRS Pardela foi realizado com semeadora com sistema de plantio direto, com espaçamento entre linha de 50 cm e a densidade de semeadura utilizada foi ajustada para atingir 250.000 plantas ha-1. A adubação de semeadura foi realizada com 40 kg ha-1 de N (ureia), 60 kg ha-1 de P2O5 (superfosfato triplo) + 40 kg ha-1 K2O (KCl) + 2,0 kg ha-1 de Cu (sulfato de cobre 24,5%), 2,0 kg ha-1 de Mn (sulfato de manganês 30%) e 2,0 kg ha-1 de Zn (sulfato de zinco 21%). A adubação em cobertura foi realizada aos 40 dias após o plantio com 20 kg ha-1 K2O (KCl). A adubação foliar com boro e AAs (2 L ha-1) foi realizada na fase final de alongamento e início de pré-espigamento. Foi utilizado o ácido bórico (17%B) e os aminoácidos na concentração (1/200, v/v) com 6,8% de glicina, 4,4% de prolina, 3,3% de ácido glutâmico, 2,7% de alanina, 1,9% de arginina, 1,7% de ácido aspártico, 1,3% de lisina, 1,3% de histidina e 1,0% de leucina. As práticas de proteção de plantas via controle químico de pragas, doenças e plantas daninhas foram realizadas conforme as indicações técnicas para a cultura de trigo a fim de não interferirem nos resultados obtidos. Avaliou-se a produtividade de grãos de trigo e o teor de clorofila, determinado indiretamente no terço médio da folha bandeira de cinco plantas por parcela, no florescimento, por meio de leituras SPAD com auxílio de um clorofilômetro digital (Minolta 502). Os dados foram submetidos à análise de variância pelo teste F. A comparação de médias pelo teste de Tukey e as correlações foram feitas em nível de 5% de significância. Não houve efeito significativo dos tratamentos no teor de clorofila (SPAD) e na produtividade de grãos de trigo. A produtividade média de grãos foi de 4.266 kg ha-1 e 40 SPAD. Não houve correlação entre a leitura SPAD e a produtividade de grãos. Conclui-se que a adubação foliar com boro na presença de aminoácidos não modificou o teor de clorofila e a produtividade de grãos do trigo, bem como não houve correlação entre os fatores.

Resposta de mudas de tucumã à aplicação de doses de calcário e fósforo.

A demanda por óleos vegetais tem aumentado no mundo. O tucumã (Astrocaryum vulgare Mart), que é uma palmeira nativa da Amazônia, é uma alternativa para a produção de óleo. No Pará, a camada superficial do solo, que é comumente utilizada como substrato para a formação de mudas, geralmente apresenta acidez elevada e baixa disponibilidade de fósforo (P). Diante do exposto, objetivou-se estimar o efeito da calagem e da adubação fosfatada no desenvolvimento de mudas de tucumã. O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado, com seis repetições, em esquema fatorial 4 x 6, correspondendo a quatro níveis de saturação por bases (V) (13, 40, 65 e 90 %) e seis doses de P (0, 30, 60, 120, 240 e 480 mg dm-3). O experimento foi desenvolvido em viveiro da empresa Dentauá, em Santo Antônio do Tauá, Pará. As plantas foram cultivadas por 350 dias, em sacos de polietileno preto e perfurado, contendo 3,0 dm-3 de substrato. Observou-se interação entre níveis de V e doses de P apenas para a massa de matéria seca de parte aérea, de raiz e total, que aumentaram em resposta à aplicação de doses de calcário e fertilizante fosfatado. A calagem e a adubação fosfatada aumentaram o diâmetro do coleto e número total de folhas, mas não influenciaram a altura da planta e o índice SPAD. A correção da acidez do solo e o fornecimento de P melhoraram o desenvolvimento de mudas de tucumã.