Potencial alelopático e identificação de compostos secundários em extratos de calopogônio (Calopogonium mucunoides) utilizando eletroforese capilar

Neste trabalho avaliou-se o potencial alelopático de extratos orgânicos obtidos a partir das folhas de Calopogonium mucunoides sobre a germinação de sementes de algumas plantas daninhas comumente encontradas em áreas de pastagens cultivadas da Amazônia brasileira, as quais causam grandes danos à produtividade: Cassia tora (mata-pasto), Mimosa pudica (malícia) e Cassia occidentalis (fedegoso). Compostos secundários foram identificados e quantificados nos extratos brutos utilizando eletroforese capilar. Após identificar e quantificar os compostos presentes nos extratos realizaram-se novos bioensaios com os padrões dos compostos identificados a fim de verificar se os mesmos poderiam atuar como inibidores na germinação das sementes das plantas daninhas em estudo. Calopogonium mucunoides apresentou potencial alelopático o qual variou com a espécie de planta daninha estudada. Os protocolos desenvolvidos utilizando eletroforese capilar se mostraram eficientes e bastante específicos, sendo possível a separação e identificação de 5 classes de compostos nos extratos brutos sem necessidade de "clean up" ou fracionamento dos mesmos, com análises rápidas (em menos de 20 minutos) e baixas quantidades de solventes utilizadas quando comparadas aos métodos tradicionais de análises. Vários dos compostos identificados apresentaram potencial de inibição de germinação nas sementes estudadas, sendo malícia a mais sensível, os bioensaios também indicaram certo efeito sinérgico ao utilizar a mistura de compostos.

Nodule growth and nitrogen fixation of Calopogonium mucunoides L. show low sensitivity to nitrate

It is well established that nitrate is a potent inhibitor of nodulation and nitrogen fixation in legumes. The objective of this study was to demonstrate the relative insensitivity of these processes to nitrate with Calopogonium mucunoides, a tropical South American perennial legume, native to the cerrado (savannah) region. It was found that nodule number was reduced by about half in the presence of high levels of nitrate (15 mM) but nodule growth (total nodule mass per plant) and nitrogen fixation (acetylene reduction activity and xylem sap ureide levels) were not affected. Other sources of N (ammonium and urea) were also without effect at these concentrations. At even higher concentrations (30 mM), nitrate did promote significant inhibition (ca. 50%) of acetylene reduction activity, but no significant reduction in xylem sap ureides was found. The extraordinary insensitivity of nodulation and N2 fixation of C. mucunoides to nitrate suggests that this species should be useful in studies aimed at elucidating the mechanisms of nitrate inhibition of these processes. © 2010 Springer Science+Business Media B.V.

Mycorrhization alters foliar soluble amino acid composition and influences tolerance to Pb in Calopogonium mucunoides

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Potencial alelopático e identificação de compostos secundários em extratos de calopogônio (Calopogonium mucunoides) utilizando eletroforese capilar.

Neste trabalho avaliou-se o potencial alelopático de extratos orgânicos obtidos a partir das folhas de Calopogonium mucunoides sobre a germinação de sementes de algumas plantas daninhas comumente encontradas em áreas de pastagens cultivadas da Amazônia brasileira, as quais causam grandes danos à produtividade: Cassia tora (mata-pasto), Mimosa pudica (malícia) e Cassia occidentalis (fedegoso). Compostos secundários foram identificados e quantificados nos extratos brutos utilizando eletroforese capilar. Após identificar e quantificar os compostos presentes nos extratos realizaram-se novos bioensaios com os padrões dos compostos identificados a fim de verificar se os mesmos poderiam atuar como inibidores na germinação das sementes das plantas daninhas em estudo. Calopogonium mucunoides apresentou potencial alelopático o qual variou com a espécie de planta daninha estudada. Os protocolos desenvolvidos utilizando eletroforese capilar se mostraram eficientes e bastante específicos, sendo possível a separação e identificação de 5 classes de compostos nos extratos brutos sem necessidade de "clean up" ou fracionamento dos mesmos, com análises rápidas (em menos de 20 minutos) e baixas quantidades de solventes utilizadas quando comparadas aos métodos tradicionais de análises. Vários dos compostos identificados apresentaram potencial de inibição de germinação nas sementes estudadas, sendo malícia a mais sensível, os bioensaios também indicaram certo efeito sinérgico ao utilizar a mistura de compostos.

Cobertura permanente de solo com leguminosas herbáceas perenes no cultivo de bananeiras no médio Vale do Jequitinhonha

A região da Caatinga é caracterizada pelas altas temperaturas durante o ano e má distribuição das chuvas. Em virtude desses fatores de clima regional, tem-se a necessidade de adoção por práticas que elevem à eficiência e sustentabilidade agrícola local. Assim, objetivou-se avaliar a aptidão de leguminosas herbáceas perenes como cobertura permanente de solo no cultivo de bananeira. Foram conduzidos três experimentos, para avaliação das leguminosas, utilizou-se um delineamento experimental em blocos casualizados, com quatro repetições, em esquema de parcelas subdivididas no espaço e para algumas variáveis, sub-subdividida no tempo, sendo: Fator “A” os dois diferentes ambientes de plantio: municípios de Itaobim/MG e Virgem da Lapa/MG; Fator “B”, nas subparcelas, dois manejos de cobertura do solo e para algumas variáveis, três manejos, constituídos pelas leguminosas: cudzu tropical (Pueraria phaseoloides) calopogônio (Calopogonium mucunoides) e solo descoberto (solo capinado); Fator “C” épocas de coleta de dados. Para avaliação das bananeiras, foram dois experimentos em blocos casualizados, com quatro repetições, em esquema de parcelas sudivididas no espaço, sendo: nas parcelas, fator “A” constituído por três manejos de cobertura do solo, pelas leguminosas: cudzu tropical e o calopogônio, e solo descoberto (solo capinado); fator “B”, nas subparcelas, plantas de bananeiras em três idades morfofisiológicas (diferentes ciclos e tamanhos); Para algumas variáveis que foram submetidas a coletas periódicas, utilizou-se o esquema de parcelas subsubdivididas no tempo, acrescentando-se o fator “C”, datas das coletas nas sub-subparcelas, tendo como referência os dias após semeadura (DAS) das leguminosas. Foram avaliadas as seguintes variáveis: taxa de cobertura do solo; potencial de deposição de folhas e a ciclagem de nutrientes; capacidade de inibição da vegetação espontânea; conservação da temperatura e promoção da retenção de umidade do solo. Também foi avaliado o crescimento vegetativo e produtividade das bananeiras. Como resultados principais, notou-se que as leguminosas proporcionaram eficiente cobertura do solo, o calopogônio apresentou o maior acúmulo de N, P, K, e Ca, via deposição de material senescente, tal como maior inibição das plantas espontâneas nos pomares de bananeiras. Essa cobertura também promoveu uma eficiente redução da temperatura do solo, possibilitando menor variação térmica nas camadas de maior concentração radicular da bananeira, e consequentemente, obtendo maior acúmulo de umidade no solo. As bananeiras cultivadas sobre coberturas vivas de solo apresentaram aumento gradativo no crescimento e peso de cacho. Os resultados reforçam o potencial uso dessas espécies na fruticultura, principalmente em regiões de severas restrições hídricas, como forma de adubação e otimização de diversos processos biológicos em seu ambiente de cultivo.

Susceptibilidade de espécies de plantas com potencial de fitorremediação do herbicida sulfentrazone

Dentre as novas tecnologias, a fitorremediação é opção para a descontaminação de áreas que receberam intensas aplicações de herbicidas. Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de selecionar espécies com potencial para a fitorremediação de solos contaminados com o herbicida sulfentrazone. As espécies testadas foram: Calopogonium mucunoides, híbrido de sorgo (Sorghum bicolor x Sorghum sudanense), Crotalaria breviflora, Crotalaria juncea, Canavalia ensiformis, Dolichos lablab, Stizolobium deeringianum e Stizolobium aterrimum, cultivadas em cinco doses do sulfentrazone (0, 200, 400, 800 e 1.600 g ha-1). O experimento foi instalado em casa de vegetação, utilizando-se vasos com capacidade para 6 L, preenchidos com amostras de solo coletadas na profundidade de 0-20 cm. Foram avaliadas a fitotoxicidade do herbicida, a altura de plantas e a massa de matéria seca da parte aérea e de raízes. As espécies que manifestaram os menores sintomas de fitotoxicidade e os maiores índices de altura e matéria fresca e seca foram C. juncea, C. ensiformis e D. lablab, sendo selecionadas como tolerantes ao herbicida sulfentrazone e com potencial para fitorremediação.

Adubação verde e alterações nas características químicas de um Cambissolo na região de Ji-Paraná-RO

A adubação verde promove benefícios nas características químicas, físicas e biológicas do solo. O trabalho avaliou o efeito da incorporação de diferentes adubos verdes nas características químicas de um Cambissolo háplico eutrófico. Foi utilizado o delineamento em blocos ao acaso, com oito tratamentos e três repetições. Os tratamentos consistiram das seguintes leguminosas: Calopogonium mucunoides, Crotalaria juncea, C. spectabilis, Cajanus cajan, Macrotyloma, Mucuna pruriens, Pueraria phaseoloides e a testemunha (sem leguminosa). As avaliações foram realizadas 60 dias após o corte e incorporação. A utilização de leguminosas como adubação verde proporcionou aumento nos teores de matéria orgânica, soma de bases e percentagem de saturação por bases, destacando-se a Pueraria phaseoloides, C. juncea e C. spectabilis.

Caracteres culturais das bactérias dos nódulos de algumas leguminosas tropicais

23 isolates from root nodules of 13 leguminous species were tested in laboratory for cultural and physiological characteristics. The following conclusions can be drawn: 1 - The cultural and physiological characters were not enough to identify the different isolates. 2 - The data from cultural and physiological tests help the identification of the bacteria, when checked with data from cross-inoculation tests reported elsewhere (GALLI, 1958). The bacteria studied herein may be grouped as the following: a) nodule bacteria from Vigna sinensis, Calopogonium muconoides, Centrosema pubescens, Desmodium adscendens, D. discolor, Indigofera mucronata, I. subulata, I. sumatrana, Stylosanthes guyanensisA Tephrosia cândida and Teramnus uncinatus: bacteria with scanty growth; alcaline reaction in milk-brom cresol purple; no acid production in medium with any of the carbohydrates used. b) nodule bacteria from pea and from Vicia obscura: bacteria with moderate growth; alcaline reaction, with serum zone, in milk-brom cresol purple; acid production in medium with all the carbohydrates used. c) nodule bacteria from Leucaena glauca: bacteria with moderate growth; alcaline reaction, with serum zone, in milk-brom cresol purple; acid production from rafinose and manitol. d) nodule bacteria from Cratylia floribunda: bacteria with scanty growth; alcaline reaction in milk-brom cresol purple; acid production from mannose and ramnose.

Efeito de leguminosas nos atributos físicos e carbono orgânico de um Luvissolo

A degradação de um solo sob cultivo é resultante, principalmente, de seu manejo inadequado, com reflexos nas baixas produtividades das culturas. Com a finalidade de avaliar o efeito de leguminosas nos atributos físicos e carbono orgânico (CO) de um Luvissolo, realizou-se, no município de Alagoinha (PB), um experimento entre 1997 e 1999, com as seguintes espécies: crotalária (Crotalaria juncea, L), guandu (Cajanus cajan,L), guandu anão (Cajanus cajan (L) Millsp), calopogônio (Calopogonium mucunoides, L), feijão-de-porco (Canavalia ensiforme, L), lab-lab (Dolichos lab lab, L), kudzu tropical (Pueraria phaseoloides, L), siratro (Macroptilium atropurpureum, L), leucena (Leucaena leucocephala, L), cunhã (Clitoria ternatea, L), mucuna preta (Styzolobium aterrimum, L), mucuna cinza (Styzolobium cinereum Piper e Tracy), e uma parcela com vegetação espontânea, como testemunha. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao acaso em esquema de parcela subdividida, com distribuição de treze tratamentos principais na parcela (12 leguminosas + 1 testemunha) e três tratamentos secundários, representados pelas profundidades de coleta de amostras de solo (0,00-0,10; 0,10-0,20; e 0,20-0,30 m), na subparcela, com três repetições. Na condição edafoclimática deste experimento, durante os três anos de trabalho, constatou-se que o emprego das leguminosas em relação à testemunha manteve inalterados o CO do solo, a densidade do solo, a porosidade total, a argila dispersa em água e a estabilidade dos agregados do solo.

Produção de laranja 'Pêra' em sistemas de preparo de solo e manejo nas entrelinhas

O preparo convencional do solo utilizado na implantação de pomares cítricos com base na remoção da cobertura vegetal e no revolvimento do solo em área total, assim como o manejo de pomares com eliminação da cobertura vegetal das entrelinhas, têm causado erosão e redução da fertilidade dos solos, com reflexos negativos sobre as plantas cítricas e o ambiente. O objetivo deste estudo foi avaliar sistemas de manejo que contribuam para controle da erosão e melhoria da fertilidade de Argissolos originados do arenito Caiuá, cultivados com citros no noroeste do Paraná. Foram avaliados dois sistemas de preparo do solo: convencional (PC), em área total, e preparo em faixas (PF), de 2 m de largura, com diferentes formas de manejo nas entrelinhas. O estudo foi realizado em um pomar de laranja 'Pêra' (Citrus sinensis) enxertada em limoeiro 'Cravo' (Citrus limonia), em um Argissolo Vermelho distrófico latossólico. O experimento foi implantado em área ocupada por pastagem (Brachiaria humidicola), em agosto de 1993, no espaçamento de 7 x 4 m, em delineamento de blocos ao acaso, com três repetições e seis tratamentos, sendo: (1) PC e cultivo intercalar com abacaxi, sucedido por controle da vegetação espontânea com herbicida pós-emergente; (2) PC e cobertura vegetal com a leguminosa Calopogonium mucronoides; (3) PC e cobertura vegetal com a leguminosa perene amendoim forrageiro Arachis pintoi; (4) PC e cobertura vegetal com gramínea mato-grosso ou batatais Paspalum notatum; (5) PC e cobertura com vegetação espontânea da gramínea Brachiaria humidicola; e (6) PF e manutenção da gramínea (pastagem) remanescente (Brachiaria humidicola). De 1996 a 2005, foram avaliadas a composição química do solo e das folhas e a produção de frutos. No solo, foram observados incrementos significativos no teor de C orgânico (CO) nos tratamentos 4 e 6, em relação aos tratamentos 1 e 3. Não houve diferenças significativas entre os tratamentos para produção acumulada de frutos nas safras de 1996 a 2005. O preparo de solo em faixas, com manutenção de gramínea remanescente nas entrelinhas, mostrou-se apropriado para implantação dos pomares. As plantas de cobertura permanente utilizadas nas entrelinhas do pomar não comprometeram a produção de laranja, sendo importantes para melhoria da fertilidade do solo. As gramíneas foram mais indicadas que as leguminosas como cobertura vegetal nas entrelinhas do pomar.

Decomposition and nutrient release of leguminous plants in coffee agroforestry systems

Leguminous plants used as green manure are an important nutrient source for coffee plantations, especially for soils with low nutrient levels. Field experiments were conducted in the Zona da Mata of Minas Gerais State, Brazil to evaluate the decomposition and nutrient release rates of four leguminous species used as green manures (Arachis pintoi, Calopogonium mucunoides, Stizolobium aterrimum and Stylosanthes guianensis) in a coffee agroforestry system under two different climate conditions. The initial N contents in plant residues varied from 25.7 to 37.0 g kg-1 and P from 2.4 to 3.0 g kg-1. The lignin/N, lignin/polyphenol and (lignin+polyphenol)/N ratios were low in all residues studied. Mass loss rates were highest in the first 15 days, when 25 % of the residues were decomposed. From 15 to 30 days, the decomposition rate decreased on both farms. On the farm in Pedra Dourada (PD), the decomposition constant k increased in the order C. mucunoides < S. aterrimum < S. guianensis < A. pintoi. On the farm in Araponga (ARA), there was no difference in the decomposition rate among leguminous plants. The N release rates varied from 0.0036 to 0.0096 d-1. Around 32 % of the total N content in the plant material was released in the first 15 days. In ARA, the N concentration in the S. aterrimum residues was always significantly higher than in the other residues. At the end of 360 days, the N released was 78 % in ARA and 89 % in PD of the initial content. Phosphorus was the most rapidly released nutrient (k values from 0.0165 to 0.0394 d-1). Residue decomposition and nutrient release did not correlate with initial residue chemistry and biochemistry, but differences in climatic conditions between the two study sites modified the decomposition rate constants.

Calibration of the century, apsim and ndicea models of decomposition and n mineralization of plant residues in the humid tropics

The aim of this study was to calibrate the CENTURY, APSIM and NDICEA simulation models for estimating decomposition and N mineralization rates of plant organic materials (Arachis pintoi, Calopogonium mucunoides, Stizolobium aterrimum, Stylosanthes guyanensis) for 360 days in the Atlantic rainforest bioma of Brazil. The models´ default settings overestimated the decomposition and N-mineralization of plant residues, underlining the fact that the models must be calibrated for use under tropical conditions. For example, the APSIM model simulated the decomposition of the Stizolobium aterrimum and Calopogonium mucunoides residues with an error rate of 37.62 and 48.23 %, respectively, by comparison with the observed data, and was the least accurate model in the absence of calibration. At the default settings, the NDICEA model produced an error rate of 10.46 and 14.46 % and the CENTURY model, 21.42 and 31.84 %, respectively, for Stizolobium aterrimum and Calopogonium mucunoides residue decomposition. After calibration, the models showed a high level of accuracy in estimating decomposition and N- mineralization, with an error rate of less than 20 %. The calibrated NDICEA model showed the highest level of accuracy, followed by the APSIM and CENTURY. All models performed poorly in the first few months of decomposition and N-mineralization, indicating the need of an additional parameter for initial microorganism growth on the residues that would take the effect of leaching due to rainfall into account.

Soil microbial biomass under different management and tillage systems of permanent intercropped cover species in an orange orchard

To mitigate soil erosion and enhance soil fertility in orange plantations, the permanent protection of the inter-rows by cover species has been suggested. The objective of this study was to evaluate alterations in the microbial biomass, due to different soil tillage systems and intercropped cover species between rows of orange trees. The soil of the experimental area previously used as pasture (Brachiaria humidicola) was an Ultisol (Typic Paleudult) originating from Caiuá sandstone in the northwestern part of the State of Paraná, Brazil. Two soil tillage systems were evaluated: conventional tillage (CT) in the entire area and strip tillage (ST) (strip width 2 m), in combination with different ground cover management systems. The citrus cultivar 'Pera' orange (Citrus sinensis) grafted onto 'Rangpur' lime rootstock was used. Soil samples were collected after five years of treatment from a depth of 0-15 cm, under the tree canopy and in the inter-row, in the following treatments: (1) CT and an annual cover crop with the leguminous species Calopogonium mucunoides; (2) CT and a perennial cover crop with the leguminous peanut Arachis pintoi; (3) CT and an evergreen cover crop with Bahiagrass Paspalum notatum; (4) CT and a cover crop with spontaneous Brachiaria humidicola grass vegetation; and (5) ST and maintenance of the remaining grass (pasture) of Brachiaria humidicola. Soil tillage and the different cover species influenced the microbial biomass, both under the tree canopy and in the inter-row. The cultivation of brachiaria increased C and N in the microbial biomass, while bahiagrass increased P in the microbial biomass. The soil microbial biomass was enriched in N and P by the presence of ground cover species and according to the soil P content. The grass species increased C, N and P in the soil microbial biomass from the inter-row more than leguminous species.

Symbiotic capability of calopo rhizobia from an agrisoil with different crops in Pernambuco

Biological nitrogen fixation by rhizobium-legume symbiosis represents one of the most important nitrogen sources for plants and depends strongly on the symbiotic efficiency of the rhizobium strain. This study evaluated the symbiotic capacity of rhizobial isolates from calopo (CALOPOGONIUM MUCUNOIDES) taken from an agrisoil under BRACHIARIA DECUMBENS pasture, sabiá (MIMOSA CAESALPINIIFOLIA) plantations and Atlantic Forest areas of the Dry Forest Zone of Pernambuco. A total of 1,575 isolates were obtained from 398 groups. A single random isolate of each group was authenticated, in randomized blocks with two replications. Each plant was inoculated with 1 mL of a bacterial broth, containing an estimated population of 10(8) rhizobial cells mL-1. Forty-five days after inoculation, the plants were harvested, separated into shoots, roots and nodules, oven-dried to constant mass, and weighed. Next, the symbiotic capability was tested with 1.5 kg of an autoclaved sand:vermiculite (1:1) mixture in polyethylene bags. The treatments consisted of 122 authenticated isolates, selected based on the shoot dry matter, five uninoculated controls (treated with 0, 50, 100, 150, or 200 kg ha-1 N) and a control inoculated with SEMIA 6152 (=BR1602), a strain of BRADYRHIZOBIUM JAPONICUM The test was performed as described above. The shoot dry matter of the plants inoculated with the most effective isolates did not differ from that of plants treated with 150 kg ha-1 N. Shoot dry matter was positively correlated with all other variables. The proportion of effective isolates was highest among isolates from SABIÁ forests. There was great variation in nodule dry weight, as well as in N contents and total N.

SYMBIOTIC EFFECTIVENESS AND COMPETITIVENESS OF CALOPO RHIZOBIAL ISOLATES IN AN ARGISSOLO VERMELHO-AMARELO UNDER THREE VEGETATION COVERS IN THE DRY FOREST ZONE OF PERNAMBUCO

Biological N fixation in forage legumes is an important alternative to reduce pasture degradation, and is strongly influenced by the inoculant symbiotic capability. This paper evaluates the effectiveness of Calopo (Calopogonium mucunoides) rhizobial isolated from soil under three vegetation covers of an Argissolo Vermelho-Amarelo of the Dry Forest Zone of Pernambuco. An experiment was conducted evaluating 25 isolates, aside from 5 uninoculated controls with 0; 309; 60; 90 and 120 kg ha-1 N, and a treatment inoculated with the SEMIA 6152 strain. The first cut was performed 45 days after inoculation and a second and third cut after 45-day-intervals. Shoot N content was quantified at all cuts. Shoot dry mass was affected by N rates at all cuts. Shoot dry mass increased from the first to the second cut in inoculated plants. There was no difference between rhizobial isolates from the different plant covers for any of the variables. Most variables were significantly and positively correlated.