Density-dependent morphological plasticity and trade-offs among vegetative traits in Eichhornia crassipes (Pontederiaceae)

Density-dependent responses are an important component of the organism life-history, and the resource allocation theory is a central concept to the life-history theory. When resource allocation varies due to environmental changes, a plant may change its morphology or physiology to cope with the new conditions, a process known as phenotypic plasticity. Our study aimed to evaluate how plant density affects Eichhornia crassipes allocation patterns. A total of 214 individuals in high and low density were collected. The density effect was observed in all plant traits examined including biomass accumulation. All traits of E. crassipes demonstrated higher values in high density conditions, except for biomass of leaves. Density exhibited a high influence on vegetative traits of E. crassipes, but did not influence allocation pattern, since a trade-off among the vegetative traits was not found. The morphological plasticity and the absence of trade-offs were discussed as strategies to overcome neighbor plants in competition situations. In high density conditions, there were clear changes in the morphology of the plants which probably allows for their survival in a highly competitive environment.

Eichhornia crassipes: an advantageous source of shikimic acid

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

Avaliação de Eichhornia crassipes como fonte de ácido chiquímico

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

Estudo químico de antocianinas em raízes de aguapé (Eichhornia crassipes) submetidas a soluções de cádmio

A espécie Eichhornia crassipes (Pontederiaceae) é uma macrófita aquática conhecida popularmente como aguapé. É utilizada na descontaminação de ambientes aquáticos poluídos, pois possui alta capacidade de absorver e tolerar elevadas quantidades de íons metálicos. Segundo estudos, o cádmio é um dos metais mais absorvidos por essa espécie, que apresenta maior acúmulo em raízes em relação às partes aéreas. O objetivo desse trabalho foi verificar se a produção de antocianinas do aguapé é alterada pela presença de íons Cd(II) nos tecidos. Foram realizados experimentos in vivo submetendo os espécimes à solução nutritiva contendo ou não íons cádmio. Os extratos metanólicos acidificados com HCl das raízes foram analisados por CLAE-UV e fracionados por CC (C18 e Sephadex), seguidos por CLAE semipreparativa. Após as análises por CLAE-DAD-EM foi possível propor a estrutura de duas antocianidinas: delfinidina e delfinidina substituída por um grupo metoxílico (C16H13O8, 333,0609)

Effect of Urucu oil (Brazilian Amazon) on the biomass of the aquatic macrophyte Eichhornia crassipes (Mart.) Solms (Pontederiaceae)

Os rios e lagos de várzea da província petrolífera de Urucu, na Amazônia Central, são amplamente colonizados por macrófitas aquáticas, que podem ser afetadas por acidentes durante a exploração e o transporte de petróleo. Entre as macrófitas, a espécie flutuante Eichhornia crassipes (aguapé) ocorre abundantemente na região; OBJETIVO: O objetivo desse estudo foi verificar o efeito de diferentes dosagens do petróleo de Urucu (0; 0,5; 1,5 e 3,0 L.m-2) na biomassa viva e morta de E. crassipes e em algumas características físicas e químicas da água; MÉTODOS: O experimento teve oitenta e quatro dias de duração. A cada sete dias foi determinada a biomassa (viva e morta) de E. crassipes e os valores de temperatura, pH, condutividade elétrica e oxigênio dissolvido da água; RESULTADOS: A dosagem de 0,5 L.m-2 foi suficiente para causar mortalidade parcial (48%) em E. crassipes após trinta e cinco dias de exposição ao petróleo. A dosagem de 3,0 L.m-2 causou mortalidade total (100%) em E. crassipes em oitenta e quatro dias de exposição. A decomposição do petróleo e da biomassa morta de E. crassipes provocam a redução do oxigênio dissolvido e do pH, e aumento da condutividade elétrica e de fósforo total na água; CONCLUSÕES: Nós concluímos que um derramamento de petróleo pode provocar mortalidade total em uma população de uma espécie de macrófita, mas não em uma outra. Isto pode alterar a diversidade de espécies de macrófitas na região impactada. No caso de Eichhornia crassipes e Pistia stratiotes, um derramamento de petróleo de Urucu pode favorecer E. crassipes, a espécie menos sensível ao petróleo.

Effect of Urucu oil (Brazilian Amazon) on the biomass of the aquatic macrophyte Eichhornia crassipes (Mart.) Solms (Pontederiaceae)

Os rios e lagos de várzea da província petrolífera de Urucu, na Amazônia Central, são amplamente colonizados por macrófitas aquáticas, que podem ser afetadas por acidentes durante a exploração e o transporte de petróleo. Entre as macrófitas, a espécie flutuante Eichhornia crassipes (aguapé) ocorre abundantemente na região; OBJETIVO: O objetivo desse estudo foi verificar o efeito de diferentes dosagens do petróleo de Urucu (0; 0,5; 1,5 e 3,0 L.m-2) na biomassa viva e morta de E. crassipes e em algumas características físicas e químicas da água; MÉTODOS: O experimento teve oitenta e quatro dias de duração. A cada sete dias foi determinada a biomassa (viva e morta) de E. crassipes e os valores de temperatura, pH, condutividade elétrica e oxigênio dissolvido da água; RESULTADOS: A dosagem de 0,5 L.m-2 foi suficiente para causar mortalidade parcial (48%) em E. crassipes após trinta e cinco dias de exposição ao petróleo. A dosagem de 3,0 L.m-2 causou mortalidade total (100%) em E. crassipes em oitenta e quatro dias de exposição. A decomposição do petróleo e da biomassa morta de E. crassipes provocam a redução do oxigênio dissolvido e do pH, e aumento da condutividade elétrica e de fósforo total na água; CONCLUSÕES: Nós concluímos que um derramamento de petróleo pode provocar mortalidade total em uma população de uma espécie de macrófita, mas não em uma outra. Isto pode alterar a diversidade de espécies de macrófitas na região impactada. No caso de Eichhornia crassipes e Pistia stratiotes, um derramamento de petróleo de Urucu pode favorecer E. crassipes, a espécie menos sensível ao petróleo.

Valor nutritivo de macrófitas aquáticas flutuantes (Eichhornia crassipes, Pistia stratiotes e Salvinia molesta) utilizadas no tratamento de efluentes de aqüicultura

The aim of this study was to evaluate the nutritive value of free-floating aquatic macrophytes, Eichhornia crassipes (Mart.) Solms (Pontederiaceae), Pistia stratiotes (L.) (Araceae) and Salvinia molesta (Mitchell) (Salviniaceae) used in a Nile tilapia (Oreochromis niloticus) waste treatment, and these species biomass potential uses. The vegetal biomass samples were collected from 0.25 m 2 floating squares and divided in aerial and submerse parts, to determine the concentrations of cell wall fraction, soluble carbohydrates, polyphenols, lipids, crude protein and total phosphorus. The higher nutritive value was observed in E. crassipes and S. molesta aerial parts, and in P. stratiotes total biomass, due to their lower cell wall fraction mean rates (60.7; 64.2 and 56.9 % dry mass, respectively) and to the higher rates of: crude protein (10.1; 9.1 and 8.8 % dry mass, respectively), soluble carbohydrates (26.6; 18.7 and 12.4 mg.g -1 dry mass, respectively) and lipids (7.6; 4.5 and 4.4% dry mass, respectively). It may be concluded that P. stratiotes total biomass, and E. crassipes and S. molesta aerial biomass have nutritive values with potential use for ruminant feeding or as ration ingredients.

Densidade de oviposição, e quantificação de Larvas e Pupas de Mansonia Blanchard, 1901 (Diptera: Culicidae), em Eichhornia crassipes Solms. e Pistia stratiotes Linn. Na ilha da Marchantaria, Amazônia Central

A população de imaturos de Mansonia em águas brancas da várzea da ilha da Marchantaria, na Amazônia Central se constituiu de 74% de Mansonia (M.) humeralis Dyar & Knab, 1916, 14% de Mansonia (M.) titillans (Walker, 1848) e 12% de Mansonia (M.) amazonensis Theobald, 1901, como foi indicado pela frequência, medida por oviposição (posturas). O número de posturas de M. humeralis e M. titillans foi maior em Pistia stratiotes Linn. enquanto que M. amazonensis foi mais abundante em Eichhornia crassipes Solms. O número total de larvas e pupas de Mansonia spp. foi de 6997 e 570 respectivamente, sendo maior em E. crassipes (4372 e 328) que em P. stratiotes (2625 e 242). Ao longo do ano, o maior número de larvas e pupas foi encontrado nos meses da vazante (agosto-outubro), tendo um pico no mês de agosto, que não foi correlacionado significativamente com os fatores abióticos.

Influência do hábitat na estrutura da comunidade de macroinvertebrados aquáticos associados às raízes de Eichhornia crassipes na região do Lago Catalão, Amazonas, Brasil

Por possuírem ciclos de vida curtos, os macroinvertebrados aquáticos podem responder rapidamente às modificações ambientais, alterando a estrutura das suas populações e comunidades. O objetivo deste estudo foi determinar se há relação entre a composição de macroinvertebrados aquáticos associados a bancos de Eichhornia crassipes o gradiente de condutividade elétrica da água e a biomassa das raízes destes bancos. No pico da cheia de 2005, 21 bancos de macrófitas aquáticas flutuantes dominados por E. crassipes foram amostrados no rio Negro (baixa condutividade < 30 µS cm-1), na confluência entre os rios Negro e Solimões (média condutividade > 30 µS cm-1 e < 50 µS cm-1), e no rio Solimões (alta condutividade > 50 µS cm-1). Foram encontrados 1707 macroinvertebrados aquáticos, distribuídos em 14 ordens e 35 famílias. A abundância de invertebrados aquáticos foi maior em bancos na confluência das águas. O aumento da biomassa das raízes de E. crassipes levou a um aumento da abundância e da riqueza de famílias de macroinvertebrados. A abundância dos coletores-catadores, coletores-filtradores e raspadores variou com o tipo de água, e apenas a abundância dos coletores-catadores e coletores-filtradores variou em função da biomassa das raízes. A riqueza de famílias dos raspadores variou em função do tipo de água. A organização da comunidade depende do gradiente de biomassa de raízes, indicando a importância da estrutura do hábitat para o estabelecimento dos macroinvertebrados.

New species of Lopesia (Diptera, Cecidomyiidae) associated with Eichhornia azurea (Pontederiaceae) from Brazil

A new species of gall midge, Lopesia eichhorniae sp. nov. (Cecidomyiidae, Diptera), associated with rhizomes of Eichhornia azurea (Sw.) Kunth (Pontederiaceae) is described. This is the first record of Lopesia galls in this species of macrophyte, quite common in natural and artificial lakes in Southeast Brazil. Illustrations of the adults (male and female), pupa, larva, and gall of the new species are presented.

Kinetic modeling of the biosorption of Cd2+ ions from aqueous solutions onto Eichhornia crassipes roots using potentiometry: low-cost alternative to conventional methods

This work presents the use of potentiometric measurements for kinetic studies of biosorption of Cd2+ ions from aqueous solutions on Eichhornia crassipes roots. The open circuit potential of the Cd/Cd2+ electrode of the first kind was measured during the bioadsorption process. The amount of Cd2+ ions accumulated was determined in real time. The data were fit to different models, with the pseudo-second-order model proving to be the best in describing the data. The advantages and limitations of the methodology proposed relative to the traditional method are discussed.

Remoção de compostos fenólicos de soluções aquosas utilizando carvão ativado preparado a partir do aguapé (Eichhornia crassipes): estudo cinético e de equilíbrio termodinâmico

Activated carbon was produced from the water hyacinth (CAA) by impregnation with ZnCl2 (1:2), followed by pyrolysis at 700 ºC, under N2. CAA was used for the adsorption of phenol, m-cresol and o-cresol from aqueous solutions, using batch adsorption. The effects of contact time, pH, temperature and concentration on sorption were investigated. Adsorption capacity, calculated using the Langmuir model proved to be dependent on temperature, reaching values of 163.7, 130.2 and 142.3 mg g-1 for phenol, m-cresol and o-cresol, respectively, at 45 ºC. Thermodynamic data at the solid-liquid interface suggests an endothermic, spontaneous and environmentally-friendly process.

Removal of organic matter and nutrients from slaughterhouse wastewater by using Eichhornia crassipes and evaluation of the generated biomass composting

The objective of this research was to evaluate the performance of the aquatic macrophyte Eichhornia crassipes applied in situ in a slaughter house treatment system, located in the west of the Paraná state, Brazil, regarding the nutrients removal and organic matter. Moreover, it aimed to obtain data from the production, management and composting practices of the biomass generated in the system. During 11 months of macrophytes development, physic and chemical parameters were monitored and plant density was controlled by periodical removal of excess biomass, which was weekly monitored and it is expressed in kg of aquatic plant per m² covered area. The degradation of the macrophytes removed from the treatment system was evaluated at the pilot scale in eight composting piles of 0.60 m³ that underwent four different treatments and two repetitions: T1 - water hyacinth (Eichhornia crassipes); T2 - water hyacinth and swine excrement (7:1), T3 - water hyacinth, swine excrement and earth (7:1:0,67), and T4 - water hyacinth, swine excrement and cellulosic gut (7:1:0,67), for a period of 90 days. The results indicated maximum removal efficiencies of 77.2% for COD; 77.8% for BOD, 87.9% for total nitrogen, 47.5% for ammonia nitrogen and 38.9% for total phosphorus for a five-day retention time. For biomass stabilization by composting, considering the C:N ratio as an indicator of compost maturity, it was observed that treatment T4 resulted in the shortest stabilization period (60 days). No difference was verified in the biostabilization rates at 5% level by the F test.

Controle químico de Pistia stratiotes, Eichhornia crassipes e Salvinia molesta em caixas d'água

Durante o ano de 1999 foram conduzidos três experimentos em Botucatu-SP, em condições de caixas d'água, com o objetivo de estudar o efeito de alguns herbicidas sobre Pistia stratiotes, Eichhornia crassipes e Salvinia molesta. Os herbicidas e as doses utilizadas foram: diquat a 460, 960 e 1.400 g ha-1 com e sem o surfatante Agral a 0,1%; 2,4 D a 1.340; glyphosate a 3.360 g ha-1 mais 0,5% do surfatante Aterbane; e imazapyr a 250 g ha-1, além de uma testemunha sem aplicação de herbicida. Os estudos foram instalados no delineamento experimental em blocos ao acaso, com quatro repetições. As parcelas experimentais foram constituídas por caixas d'água com dimensões de 60 x 60 x 60 cm mantidas a pleno sol no campo. Utilizaram-se 18, 18 e 30 plantas/caixa de P. stratiotes, E. crassipes e S. molesta, respectivamente. Os herbicidas foram aplicados com pulverizador costal a pressão constante de CO2 a 1,75 bar, munido de barra com bicos 110.02 VS, com consumo de calda de 180 L ha-1. O herbicida diquat foi eficiente no controle de S. molesta, P. stratiotes e E. crassipes em todas as doses testadas. Para P. stratiotes, os herbicidas 2,4 D e imazapyr não proporcionaram controle, enquanto o herbicida glyphosate mostrou-se eficiente. Em relação a E. crassipes, os herbicidas 2,4 D e glyphosate foram eficientes em seu controle. Os herbicidas imazapyr, 2,4 D e glyphosate não foram eficientes no controle de S. molesta.

Controle químico do aguapé (Eichhornia crassipes)

Foram testados os produtos 2,4-D, sulfentrazone, glyphosate, diquat, imazapyr, imazapic, metsulfuron-metil e sulfosate. Conduziram-se seis ensaios em condições controladas de casa de vegetação, visando estudar a eficácia no controle de Eichhornia crassipes (Mart.) Solms. Em todos os ensaios, as plantas de aguapé foram cultivadas em caixas com substrato como material de fundo e água completando o volume; os herbicidas foram aplicados com pulverizador costal a CO2. No primeiro ensaio, foram testados os herbicidas diquat, glyphosate, imazapyr e sulfentrazone. O diquat e o glyphosate foram altamente eficazes no controle de E. crassipes, com ação mais rápida do primeiro produto. Imazapyr e sulfentrazone indicaram que maior intensidade de controle poderá ser obtida em maior tempo de observação. No segundo ensaio, foram testados diquat, glyphosate, imazapyr, imazapic, 2,4-D, metsulfuron-metil e sulfosate. Diquat, glyphosate, imazapyr e 2,4-D foram eficazes no controle do aguapé. Diquat e 2,4-D mostraram ação mais rápida. O imazapyr apresentou lenta evolução, e o glyphosate, ação intermediária. Os herbicidas imazapic, sulfosate e metsulfuron, em função do tempo de avaliação, não mostraram eficácia satisfatória. No terceiro ensaio, foram estudados imazapyr e glyphosate aplicados três, seis e nove horas antes da incidência de chuva simulada. O glyphosate apresentou maior eficácia que o imazapyr e o glyphosate não sofreu influência do intervalo entre a aplicação e a ocorrência de chuva. No entanto, o desenvolvimento inicial dos sintomas foi mais rápido em intervalos maiores. No quarto ensaio foi estudado o diquat, aplicado nos períodos noturno e diurno, o qual foi eficiente no controle do aguapé na dose de 1,0 L ha-1 ou acima. Aplicações noturnas apenas proporcionaram ação mais rápida do produto, não influenciando o controle final. No quinto ensaio foi estudado o diquat em aplicações diurnas ou noturnas e em intervalos de 30, 60 e 120 minutos entre a aplicação e a ocorrência de chuva simulada, tendo ele mostrado elevada atividade herbicida contra o aguapé, com eficácia maior na dose de 2,00 L ha-1. A ação do produto foi maior em aplicações noturnas, período em que houve maior importância da extensão do intervalo entre a aplicação do produto e a ocorrência da primeira chuva. O último ensaio foi realizado em campo, para estudo da ação do imazapyr aplicado sobre plantas de aguapé crescidas em caixas de cimento-amianto. Todas as doses estudadas proporcionaram controle total da planta daninha. As doses mais elevadas apresentaram efeitos mais rápidos.