Local and landscape effects on bee functional guilds in pigeon pea crops in Kenya

Pollinators face many challenges within agricultural systems due to landscape changes and intensification which can affect resource availability that can impact pollination services. This paper examines pigeon pea pollination and considers how landscape context and agricultural intensification in terms of pesticide use affects the abundance of bees characterized by species guilds on crops. The study was conducted on six paired farms across a gradient of habitat complexity based on the distance of each farm from adjacent semi-natural vegetation in Kibwezi Sub-county, Kenya. The study found that farms which do not use insecticides in farm management, but are in close proximity to natural habitat have greater bee guild abundance, but at further distances, overall abundance is reduced with or without insecticide use. At 1 km landscape radius, the complexity of habitats but not patch size had a positive impact on the abundance of cavity nesting bees and mason bees, which can be attributed to the interspersion of the small-holder farms with semi-natural habitats across the landscapes producing mosaics of heterogeneous habitats. The study revealed the strongest relationships between fruit set and bee abundance to be with the carpenter bee, social bee and solitary bee guilds, which are among the most abundant bees visiting pigeon pea flowers in this system. Our findings provide the foundation for conservation efforts by identifying which bee guilds pollinated pigeon peas. From this study, we suggest managing the floral and nesting resources that would best support the most abundant crop pollinators, and also reducing insecticide application to the crop.

Action of dwarf mucuna, pigeon pea and stylos anthes on weed under field and laboratory conditions

The quality and allelopathy properties of dwarf mucuna, dwarf pigeon pea and stylosanthes as cover crops on corn and weed species were evaluated. Seeds were sown in October 2007, with a control treatment, in 20 plots of 4×5m, with five replicates. Weed population was determined 30 and 60 days after sowing. At 90 days, plants were mowed and the residues left to remain on the plot. Fresh and dry mass of the cover crops were determined and the allelopathic potential of aqueous extract of their aerial part was tested. The extract was chemically characterized and applied on seeds of weeds and corn. The experimental design was completely randomized and averages compared by the Scott-Knott test at 5% significance. The cover crops showed to be effective in the control of weeds. The highest values in fresh and dry mass were obtained for dwarf pigeon pea, followed by dwarf mucuna; fresh mass increased 72 and 34%, respectively, compared to the control. The extract with dwarf mucuna affected arrowleaf sida germination. The use of green manure in the summer or between harvests ensures that crop rotation is carried out properly and warrants its benefits.

Effects of hormonal priming on seed germination of pigeon pea under cadmium stress

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

In vitro REGENERATION OF PIGEON PEA USING LEAF EXPLANTS

Pigeon pea ( Cajanus cajan (L.) Millsp.) is a drought tolerant pulse legume, mainly grown for grain in the semi-arid tropics, particularly in Africa. Pigeon pea production in countries like Kenya is faced with a number of challenges, particularly lack of high quality seeds. The objective of this study was to develop an in vitro regeneration system for pigeon pea varieties grown in Kenya, that is amenable to genetic transformation. In vitro regeneration of pigeon pea varieties, KAT 60/8 and ICEAP 00557, commonly grown in Kenya was achieved using leaf explants from in vitro grown seedlings, through callus initiation, followed by shoot and root induction. For callus initiation, MS media supplemented with 0.5-4 mg l-1 2, 4-D and TDZ separately were tested, and IBA at 0.1, 0.5 and 1 mg l-1 was tested for rooting of shoots. Embryogenic calli was obtained on MS containing 2, 4- D; whereas TDZ induced non-embryogenic callus alone or with shoots directly on explants. Indirect shoot regeneration frequency of 6.7 % was achieved using 1 mg l-1 2, 4-D-induced embryogenic callus obtained using KAT 60/8 explants. Whereas direct shoot regeneration frequencies of 20 and 16.7% were achieved using ICEAP 00557 and KAT 60/8 explants, using 0.5 mg l-1 and 2 mg l-1 TDZ, respectively. Optimum rooting was achieved using 0.5 mg l-1 IBA; and up to 92% rooted shoots were successfully established in soil after acclimatisation. Genotype and hormone concentrations had a significant (P<0.05) influence on callus, shoot and root induction. The protocol developed can be optimised for mass production and genetic transformation of KAT 60/8 variety.

Host recognition by a polyphagous lepidopteran (Helicoverpa armigera): Primary host plants, host produced volatiles and neurosensory stimulation

An important question in the host-finding behaviour of a polyphagous insect is whether the insect recognizes a suite or template of chemicals that are common to many plants? To answer this question, headspace volatiles of a subset of commonly used host plants (pigeon pea, tobacco, cotton and bean) and nonhost plants (lantana and oleander) of Helicoverpa armigera Hübner (Lepidoptera: Noctuidae) are screened by gas chromatography (GC) linked to a mated female H. armigera electroantennograph (EAG). In the present study, pigeon pea is postulated to be a primary host plant of the insect, for comparison of the EAG responses across the test plants. EAG responses for pigeon pea volatiles are also compared between females of different physiological status (virgin and mated females) and the sexes. Eight electrophysiologically active compounds in pigeon pea headspace are identified in relatively high concentrations using GC linked to mass spectrometry (GC-MS). These comprised three green leaf volatiles [(2E)-hexenal, (3Z)-hexenylacetate and (3Z)-hexenyl-2-methylbutyrate] and five monoterpenes (α-pinene, β-myrcene, limonene, E-β-ocimene and linalool). Other tested host plants have a smaller subset of these electrophysiologically active compounds and even the nonhost plants contain some of these compounds, all at relatively lower concentrations than pigeon pea. The physiological status or sex of the moths has no effect on the responses for these identified compounds. The present study demonstrates how some host plants can be primary targets for moths that are searching for hosts whereas the other host plants are incidental or secondary targets.

Produção de biomassa e composição química de adubos verdes cultivados no Vale do Ribeira

The contribution of green manure to soil improvement and crop production depends primarily on biomass production and its chemical composition, which vary depending on the species, region and growing season. The aim of this research was to evaluate the chemical composition of biomass produced by green manures in Vale do Ribeira, São Paulo, Brazil. In order to develop this research, was carried an experiment in Pariquera-Acu, in 2006/2007, in completely randomized blocks design with four treatments (three green manure and spontaneous vegetation) and five replications. At 30, 60, 90 and 120 after sowing samples were collected in 1m(2) of the shoots and determined fresh and dry, and chemical composition biomass. Sunhemp, pigeon pea and mucuna produced, in decreasing order, the largest quantities of biomass and were more efficient than the spontaneous vegetation. The biomass produced by green manure had higher quality than that produced by spontaneous vegetation. Sunhemp and pigeon pea have a higher proportion of dry matter in stems which have low N, high C/N and L/N ratio, variables indicating slow decomposition of residues. The analysis of dry matter partitioned to better indication of the chemical composition of the residues and the prevision of the availability of nutrients in the soil.

Influência da disponibilidade hídrica e da acidez do solo no teor de prolina livre de guandu

O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da disponibilidade hídrica e da acidez do solo, no teor de prolina livre da parte aérea das cultivares de guandu, IAPAR 43-Aratã e IAC Fava Larga. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado, em arranjo fatorial 2x3x4 (cultivar x disponibilidade hídrica x acidez), com quatro repetições. em condições de restrição hídrica severa, a cultivar IAC Fava Larga pode ser considerada tolerante, em virtude do maior acúmulo de prolina livre. A presença de alumínio no solo, associada à restrição hídrica severa, apresentou efeito sinergístico sobre os teores de prolina livre.

Interação da deficiência hídrica e da toxicidade do alumínio em guandu cultivado em hidroponia

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da interação da deficiência hídrica e da toxicidade do alumínio no crescimento inicial e teores de prolina livre em duas cultivares de guandu, IAPAR 43-Aratã e IAC Fava Larga, cultivadas em hidroponia. As plântulas foram submetidas aos estresses em solução nutritiva (pH 3,8), nos potenciais osmóticos de 0, -0,004, -0,006, -0,008 e -0,010 MPa, com 0, 0,25, 0,50, 0,75 e 1 mmol dm-3 de Al3+. O experimento foi conduzido em sala de crescimento, sob luminária com irradiância média de 190 mmol m-2 s-1 , fotoperíodo de 12 horas e temperatura de 25+1ºC. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, em arranjo fatorial 2x5x5 (duas cultivares de guandu, cinco potenciais osmóticos e cinco níveis de alumínio), com quatro repetições. Os dados foram submetidos às análises de regressão polinomial, agrupamento e componentes principais. A deficiência hídrica causa redução do crescimento da parte aérea do guandu, e a toxicidade do alumínio provoca diminuição do crescimento radicular. Houve aumento nos teores de prolina livre nas duas cultivares sob deficiência hídrica, e apenas na IAC Fava Larga sob toxicidade de alumínio. Na análise multivariada, foi observada alta correlação no crescimento e no acúmulo de prolina na cultivar IAC Fava Larga, o que evidencia provável tolerância aos estresses associados.

Plantas antagonistas no manejo de Meloidogyne incognita, em solo arenoso de área de cultivo de olerícolas

The aim of this study was to evaluate the efficiency of antagonistic plants on nematode control in vegetables growing areas. The experiment was conducted in two periods in randomized complete block design in plots 1.5 x 1.4 m, corresponding to experimental units and randomly cultivated with the different plants. From each plot 100 cm(3) of soil and 10 g of tomato root were collected for estimating the initial population of the first and second experiment, respectively. Sixteen antagonistic plant seedlings of velvet bean (Stizolobium aterrimum), sunn plant (Crotalaria spectabilis) and pigeon pea (Cajanus cajan) were transferred to the plots and tomato (Solanun lycopersicum) cultivar Santa Clara was used as a control. After 116 days, two root systems and 100 cm(3) of soil were collected from each plot for a final nematode population analysis. Lettuce seedlings (Lactuca sativa) were transferred to the plots and evaluated after 28 and 42 days, respectively, for galls and eggs on the root system and fresh and dry weight of shoots,. Each treatment consisted of 6 replicates and the means were compared by LSD test (p<0.05). Meloidogyne incognita was found in the first survey. After the crop of the antagonistic plants, the M. incognita population in the root systems and the final population (soil + root) were statistically lower than in the control, which demonstrates the antagonistic effect of these plants on the nematode population. There were also a reduced number of galls on the lettuce cultivated after the antagonistic plants when compared to the control. The velvet bean and sunn plant showed an increase in dry shoot weight of the lettuce cultivated after the antagonists, respectively, in the first and second experiments.

Atributos bioquímicos e químicos do solo rizosférico e não rizosférico de culturas em rotação no sistema de semeadura direta

Sistemas autossustentáveis favorecem as populações microbianas devido à conservação e ao aumento da matéria orgânica no solo. Além disso, as plantas que fazem parte desses sistemas promovem o efeito rizosférico, por meio da zona de influência das raízes, que resulta no aumento da atividade e na modificação da população microbiana. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da rotação de culturas de inverno sobre sequências de verão, em sistema de semeadura direta, nos atributos bioquímicos (amilase, urease, celulase e protease) e químicos (carbono orgânico total - COT, carboidratos totais e proteínas totais) em solo rizosférico (SR) e não rizosférico (SNR). Este estudo foi constituído de três culturas de inverno: milho (Zea mays L.), girassol (Helianthus anuus L.) e guandu (Cajanus cajan (L.) Millsp), que estavam em rotação sobre três sequências de verão: soja/soja (Glycine max L.), milho/milho e soja/milho, e duas posições no solo: solo aderido às raízes das plantas (SR) e solo da entrelinha de plantio (SNR). As atividades da amilase, celulase, protease e urease no SR foram 16, 85, 62 e 100 % maiores do que no SNR; para COT e proteínas totais a diferença foi de 21 %. Das culturas de inverno, o milho foi a que mais estimulou as atividades das enzimas amilase, celulase, urease e protease no SR, bem como a atividade das enzimas amilase, urease e protease no SNR. de modo geral, os teores de proteínas totais não foram influenciados pelas culturas de inverno e pelas sequências de verão; os carboidratos totais foram influenciados pelas culturas de inverno milho e girassol. Para o COT houve influência apenas da sequência de verão milho/milho. Os atributos bioquímicos e químicos avaliados neste estudo podem ser utilizados como indicadores das alterações no solo promovidas pelas culturas de inverno e pelas sequências de verão.

Sequências de culturas em sistema de semeadura direta: II - decomposição e liberação de nutrientes na entressafra

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

Sequências de culturas em sistema de semeadura direta: I - produção de matéria seca e acúmulo de nutrientes

Em sistema de semeadura direta, os resíduos das culturas de entressafra são utilizados com as finalidades de proteger a superfície do solo dos agentes erosivos e de promover a ciclagem de nutrientes. O objetivo deste trabalho foi avaliar a produção de matéria seca e o acúmulo de nutrientes nos resíduos vegetais provenientes de diferentes sequências de culturas em semeadura direta. O experimento foi conduzido em Jaboticabal-SP (48° 18' W e 21° 15' S), em um Latossolo Vermelho eutrófico. O delineamento experimental foi em faixas, com três repetições. Os tratamentos foram constituídos pela combinação de três sequências de culturas de verão (rotação soja-milho e monoculturas de milho e de soja) com sete culturas de entressafra (milho, sorgo, girassol, crotalária, guandu, nabo forrageiro e milheto). O experimento iniciou-se em 2002, e o presente estudo refere-se aos anos agrícolas 2007/2008 e 2008/2009. Avaliaram-se as quantidades de matéria seca e o acúmulo de nutrientes pelas culturas. As culturas com colheita de grãos na entressafra (milho, sorgo e girassol) produziram resíduos com menor quantidade de nutrientes acumulados e em menor quantidade de matéria seca, quando comparadas às culturas com trituração no florescimento (crotalária, guandu, nabo forrageiro e milheto). Milheto e crotalária apresentaram as maiores produções de matéria seca e os maiores acúmulos de nutrientes. O milheto mostrou os maiores acúmulos de K e Mg, e a crotalária, maiores acúmulos de N e P. As gramíneas cultivadas na entressafra apresentaram maior desenvolvimento quando em sucessão ao cultivo de soja no verão anterior, com maior produção de matéria seca de milheto e, também, maior produtividade de grãos de milho e sorgo.

Crop sequences in no-tillage system: effects on soil fertility and soybean, maize and rice yield

Os resíduos vegetais das culturas, ao se decomporem, alteram os atributos químicos do solo e, como consequência, influenciam a produtividade das culturas em sucessão. O objetivo deste trabalho foi avaliar os atributos químicos do solo e a produtividade das culturas de soja, milho e arroz, cultivadas no verão, em sucessão a culturas de inverno em semeadura direta. O experimento foi realizado em Jaboticabal-SP (48 ° 18 ' 58 '' W e 21 ° 15 ' 22 '' S), em um Latossolo Vermelho eutrófico. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso, no esquema em faixas, com três repetições. Os tratamentos foram constituídos pela combinação de quatro sequências de culturas de verão (monoculturas de milho e soja e rotações soja/milho e arroz/feijão/algodão) com sete culturas de inverno (milho, girassol, nabo forrageiro, milheto, guandu, sorgo e crotalária). Os cultivos iniciaram-se em 2002. Após o manejo das culturas de inverno e antes da semeadura das culturas de verão do ano agrícola 2006/2007, foram coletadas amostras de solo nas camadas de 0-2,5; 2,5-5,0; 5-10; 10-20; e 20-30 cm. Nas amostras de solo, foram determinados: teores de matéria orgânica, pH, teores de P (resina), K, Ca e Mg trocáveis e acidez potencial (H + Al). As sequências de verão rotação soja/milho e milho em monocultura proporcionaram no solo menores teores de matéria orgânica na camada de 0-10 cm e de P do solo na camada de 0-20 cm. Na sequência de verão arroz/feijão/algodão, maiores teores de K foram proporcionados pelas culturas de inverno crotalária e nabo forrageiro, na camada de 0-10 cm, e milheto, na de 0-2,5 cm. Crotalária, milheto, nabo forrageiro e sorgo, cultivados no inverno, proporcionaram maiores teores de matéria orgânica no solo na camada de 0-30 cm. Maiores teores de P no solo foram proporcionados pela crotalária, na camada de 0-2,5 cm, e pelo nabo forrageiro, na de 0-5 cm. Maiores produtividades de soja, como monocultura de verão, foram obtidas após nabo forrageiro e crotalária e, quando em rotação com milho no verão, após nabo forrageiro, crotalária e milheto. Maiores produtividades de milho foram obtidas após nabo forrageiro, milheto e guandu, e menor produtividade de arroz foi obtida após sorgo.

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.

Co-accumulation of microbial residues and particulate organic matter in the surface layer of a no-till Oxisol under different crops

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