Aspects of leaf anatomy of kudzu (Pueraria lobata, Leguminosae-Faboideae) related to water and energy balance

Kudzu is a cover crop that has escaped cultivation in some subtropical and warm temperate regions. Kudzu has previously demonstrated broad intraspecific physiological plasticity while colonizing new environments. The objective of this paper was to investigate characteristics of kudzu leaflet anatomy that might contribute to its successful growth in climatically distinct environments, and to escape cultivation as well. Fresh and fixed leaflet strips of field-grown plants were analyzed. The lower epidermis of kudzu showed a higher frequency of stomata (147 ± 19 stomata mm-2) than the upper epidermis (26 ± 17 stomata mm-2). The average number of trichomes per square milimeter was 8 for both the upper and the lower epidermis. The average trichome length was 410 ± 200 mum for the upper epidermis and 460 ± 190 mum for the lower epidermis. Cuticle thickness was not considerably different between lower and upper epidermis. The leaflet blade consisted basically of two layers (upper and lower) of unicellular epidermis, two layers of palisade parenchyma and one layer of spongy parenchyma. One layer of paraveinal mesophyll was found between palisade and spongy parenchyma. In conclusion, leaflets of kudzu present anatomical characteristics that might contribute to the broad physiological plasticity shown by kudzu.

The mutagenic and antimutagenic effects of the traditional phytoestrogen-rich herbs, Pueraria mirifica and Pueraria lobata

Pueraria mirifica is a Thai phytoestrogen-rich herb traditionally used for the treatment of menopausal symptoms. Pueraria lobata is also a phytoestrogen-rich herb traditionally used in Japan, Korea and China for the treatment of hypertension and alcoholism. We evaluated the mutagenic and antimutagenic activity of the two plant extracts using the Ames test preincubation method plus or minus the rat liver mixture S9 for metabolic activation using Salmonella typhimurium strains TA98 and TA100 as indicator strains. The cytotoxicity of the two extracts to the two S. typhimurium indicators was evaluated before the mutagenic and antimutagenic tests. Both extracts at a final concentration of 2.5, 5, 10, or 20 mg/plate exhibited only mild cytotoxic effects. The plant extracts at the concentrations of 2.5, 5 and 10 mg/plate in the presence and absence of the S9 mixture were negative in the mutagenic Ames test. In contrast, both extracts were positive in the antimutagenic Ames test towards either one or both of the tested mutagens 2-(2-furyl)-3-(5-nitro-2-furyl)-acrylamide and benzo(a)pyrene. The absence of mutagenic and the presence of anti-mutagenic activities of the two plant extracts were confirmed in rec-assays and further supported by a micronucleus test where both plant extracts at doses up to 300 mg/kg body weight (equivalent to 16 g/kg body weight plant tuberous powder) failed to exhibit significant micronucleus formation in rats. The tests confirmed the non-mutagenic but reasonably antimutagenic activities of the two plant extracts, supporting their current use as safe dietary supplements and cosmetics.

Differential binding with ERα and ERβ of the phytoestrogen-rich plant Pueraria mirifica

Variations in the estrogenic activity of the phytoestrogen-rich plant, Pueraria mirifica, were determined with yeast estrogen screen (YES) consisting of human estrogen receptors (hER) hERα and hERβ and human transcriptional intermediary factor 2 (hTIF2) or human steroid receptor coactivator 1 (hSRC1), respectively, together with the β-galactosidase expression cassette. Relative estrogenic potency was expressed by determining the β-galactosidase activity (EC50) of the tuber extracts in relation to 17β-estradiol. Twenty-four and 22 of the plant tuber ethanolic extracts interacted with hERα and hERβ, respectively, with a higher relative estrogenic potency with hERβ than with hERα. Antiestrogenic activity of the plant extracts was also determined by incubation of plant extracts with 17β-estradiol prior to YES assay. The plant extracts tested exhibited antiestrogenic activity. Both the estrogenic and the antiestrogenic activity of the tuber extracts were metabolically activated with the rat liver S9-fraction prior to the assay indicating the positive influence of liver enzymes. Correlation analysis between estrogenic potency and the five major isoflavonoid contents within the previously HPLC-analyzed tuberous samples namely puerarin, daidzin, genistin, daidzein, and genistein revealed a negative result.

Valor nutritivo da leguminosa Pueraria phaseoloides (Roxb.) Benth como alternativa na suplementação alimentar de ruminantes na Amazônia Oriental

Este trabalho foi realizado na Unidade de Pesquisa Animal “Senador Álvaro Adolpho” na Embrapa Amazônia Oriental, em Belém, Pará, para avaliar o efeito de quatro níveis de substituição (25%, 50%, 75% e 100%) da leguminosa Pueraria phaseoloides (Roxb.) Benth, no consumo voluntário e digestibilidade aparente da matéria seca (MS), proteína bruta (PB), energia bruta (EB), fibra em detergente neutro (FDN) e fibra em detergente ácido (FDA). O experimento foi de 14 dias de adaptação e sete dias de período experimental, utilizando-se dezesseis ovinos da raça Santa Inês, de dez meses de idade e média de 28 (± 2,44) kg de peso vivo, em delineamento inteiramente casualizado, com quatro tratamentos e quatro repetições. A substituição do quicuio-da-amazônia pela puerária na dieta influenciou o consumo voluntário e a digestibilidade aparente de todos os nutrientes, sendo descrito por função quadrática. Constatou-se um aumento quadrático nos consumos aparentes da FDN e FDA, contudo, com aumento do nível de leguminosa na dieta, foram observadas diminuições significativas nos teor de FDN quando foi fornecido o nível de 75%. A utilização da leguminosa Pueraria phaseoloides, proporciona maior disponibilidade de matéria seca na forragem e elevação do valor nutritivo, principalmente, proteína na dieta, promovendo aumento da produtividade animal. Níveis de substituição de P. phaseoloides, em torno de 100%, possibilitam maior consumo da matéria seca, matéria orgânica, PB e EB, enquanto que, o nível de 75% permite maior consumo das frações fibrosas.

Germinação de sementes e emergência de plântulas de Pueraria phaseoloides (ROXB.) Benth e de Urena lobata L.

Neste trabalho, analisaram-se os efeitos das temperaturas constantes (20; 25; 30; 35 e 40 °C) e alternadas (20-40; 25-40; 20-35 e 25-35 °C), da luz (0; 6; 12; 18 e 24 horas) e dos estresses osmótico (0,0; -0,3; -0,6; -0,9 a-1,2 MPa) e salino (0; 25; 75; 150 e 300 mM), e da profundidade de semeadura (0; 2; 4; 6; 8 e 10 cm) sobre a germinação, índice de velocidade de germinação e emergência de plântulas de puerária e de malva. As sementes de puerária germinaram, satisfatoriamente, sob condições de temperaturas constantes e alternadas. Para a malva, a temperatura constante de 40 °C foi restritiva à germinação e, nas temperaturas alternadas, a germinação foi superior a 85%. Não houve efeito do tempo de duração da luz. As sementes de malva apresentaram maior germinação em condições de estresse osmótico e foram mais tolerantes à salinidade. As sementes de puerária tiveram maior capacidade para emergir a profundidades que variaram de 0 a 10 cm.

Field hydraulic properties of an Alfisol under various fallow systems in southwestern Nigeria

The effects of various fallow management systems and cropping intensities on water infiltration were measured on an Alfisol at Ibadan in southwestern Nigeria. The objective was to determine the influence of the land use systems (a combination of crop-fallow sequences and intercropping types) on soil hydraulic properties obtained by disc permeameter and double-ring infiltration measurements. The experiment was established in 1989 as a split-plot design with four replications. The main plots were natural fallow, planted Pueraria phaseoloides and planted Leucaena leucocephala. The subplots were 1 year of maize/cassava intercrop followed by 3-year fallow (25% cropping intensity), or 2-year fallow (33% cropping intensity), or 1-year fallow (50% cropping intensity), or no fallow period (100% cropping intensity). Water infiltration rates and sorptivities were measured under saturated and unsaturated flow. Irrespective of land use, infiltration rates at the soil surface (121-324 cm h(-1)) were greater than those measured at 30 cm depth (55-144 cm h(-1)). This indicated that fewer large pores were present below 30 cm depth compared with 0-30 cm, depth. Despite some temporal variation, sorptivities with the highest mean value of 93.5 cm h(-1/2) increased as the cropping intensity decreased, suggesting a more continuous macropore system under less intensive land use systems. This was most likely due to continuous biopores created by perennial vegetation under long fallow systems. Intercropped maize and cassava yields also increased as cropping intensity decreased. The weak relationship between crop yields and hydraulic conductivity/infiltration rates suggests that the rates were not limiting.

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.

Tolerância de leguminosas de cobertura do solo a Herbicidas

São poucas as pesquisas de tolerância de leguminosas de cobertura do solo a herbicidas visando selecionar produtos que sejam seletivos a estas plantas e que apresentem controle satisfatório das plantas daninhas. Com o objetivo avaliar a tolerância de quatro leguminosas a herbicidas, instalou-se um experimento em condições de casa-de-vegetação. As leguminosas foram plantadas em sacos plásticos de dois litros, contendo substrato homogeneizado com duas sementes das leguminosas Pueraria phaseoloides, Desmodium ovalifolium, Mucuna aterrima e Mucuna cochinchinensis. Os herbicidas aplicados foram 2,4-DB, em pós-emergência, e alachlor, imazaquin e pendimethalin em pré-emergência. O delineamento experimental foi inteiramente ao acaso, em esquema fatorial de 4x4x5x4 com quatro espécies de leguminosas, quatro herbicidas e cinco doses de cada herbicida, respectivamente, repetidos quatro vezes. Aos trinta e seis dias após o plantio a Pueraria phaseoloides mostrou-se tolerante aos herbicidas alachlor e imazaquin e suscetível ao 2,4-DB e pendimethalin. O Desmodium ovalifolium foi suscetível aos herbicidas nas doses usadas, exceto o alachlor. A Mucuna aterrima apresentou tolerância ao alachlor, imazaquin e pendimethalin e foi suscetível ao 2,4-DB. Os herbicidas alachlor e imazaquin não foram fítotóxicos à Mucuna cochinchinensis, enquanto 2,4-DB e pendimethalin causaram severas injúrias.

Fertilization and cover crop effects on soil nitrogen and plant nutrition in a young guarana plantation

Fruit tree production is gaining an increasing importance in the central Amazon and elsewhere in the humid tropics, but very little is known about the nutrient dynamics in the soil-plant system. The present study quantified the effects of fertilization and cover cropping with a legume (Pueraria phaseoloides (Roxb.) Benth.) on soil nitrogen (N) dynamics and plant nutrition in a young guarana plantation (Paullinia cupana Kunth. (H.B. and K.) var. sorbilis (Mart.) Ducke) on a highly weathered Xanthic Ferralsol. Large subsoil nitrate (NO3-) accumulation at 0.3-3 m below the guarana plantation indicated N leaching from the topsoil. The NO3- contents to a depth of 2 m were 2.4 times greater between the trees than underneath unfertilized trees (P<0.05). The legume cover crop between the trees increased soil N availability as shown by elevated aerobic N mineralization and lower N immobilization in microbial biomass. The guarana N nutrition and yield did not benefit from the N input by biological fixation of atmospheric N2 by the legume cover (P>0.05). Even without a legume intercrop, large amounts of NO3- were found in the subsoil between unfertilized trees. Subsoil NO3- between the trees could be utilized, however, by fertilized guarana. This can be explained by a more vigorous growth of fertilized trees which had a larger nutrient demand and exploited a larger soil volume. With a legume cover crop, however, more mineral N was available at the topsoil which was leached into the subsoil and consequently accumulated at 0.3-3 m depth. Fertilizer additions of P and K were needed to increase subsoil NO3- use between trees.

Comunidades de fungos micorrízicos arbusculares associados ao amendoim forrageiro em pastagens consorciadas no Estado do Acre, Brasil

O objetivo deste trabalho foi identificar e estimar a diversidade de comunidades de fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) autóctones associados ao amendoim forrageiro (Arachis pintoi), em monocultivo e consorciado com outras forrageiras. A amostragem foi realizada em sete áreas, em Rio Branco, AC, sendo coletadas quatro amostras de solo em cada área, na profundidade de 0-10 cm, nas estações seca (junho de 2004) e chuvosa (janeiro de 2005). As áreas cultivadas com A. pintoi foram: monocultivo, consórcio com pastagens de gramíneas e outras leguminosas e como cobertura do solo em cafeeiro, além de capoeira e mata adjacentes como testemunhas. Foi verificada a ocorrência de 21 espécies de FMAs nas duas estações, sendo 18 espécies no período seco e 16 no chuvoso. As espécies foram distribuídas em cinco gêneros: Acaulospora, Entrophospora, Gigaspora, Glomus e Scutellospora. A densidade de esporos foi maior no consórcio A. pintoi x Brachiaria brizantha x Pueraria phaseoloides e a menor nas áreas de A. pintoi x cafeeiro, capoeira e mata. As colonizações radiculares foram maiores na estação chuvosa (15 a 63%) do que na estação seca (5 a 37%). Os índices de diversidade no monocultivo foram semelhantes aos das demais áreas avaliadas, indicando que o amendoim serve como hospedeiro de diferentes espécies de FMAs e que o seu cultivo pode aumentar a presença desses organismos nos sistemas produtivos, melhorando a qualidade biológica do solo.

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.

Nutrição mineral da seringueira III: ciclagem de nutrientes em um seringal na região de Rio Branco, AC

Com a finalidade de quantificar a ciclagem de nutrientes em uma plantação de seringueira, situada em um Latossolo Vermelho Amarelo textura argilosa, localizada na região de Rio Branco AC, amostras da cobertura morta (Pueraria phaseoloides), cobertura mista de plantas de seringueira de 1 a 4anos de idade foram coletadas secas, pesadas e analisadas para N, P, K, Ca, Mg, S, B, Cu, Mn e Zn. Os autores observaram que a produção de matéria seca proveninente da leguminosa e da cobertura morta aos 36 e 48 meses superou a produção da matéria seca produzida pela leguminosa. A quantidade de nutrientes contidos na leguminosa e na cobertura morta supera em larga margem o contido na seringueira. A extração total de nutrientes pelo sistema para os nutrientes em ordem decrecente doi: N > K > Ca > Mg > S > P, enquanto que para os micronutrientes a ordem foi: Fe > Mn > Zn > B > Cu. Os autores alertam pela necessidade de se manter a ciclagem de nutrientes nas plantações de seringueira, a fim de não diminuir a produção de latex.

Efeito da cobertura viva com leguminosas herbáceas perenes na agregação de um argissolo

O presente trabalho foi desenvolvido na área do Campo Experimental da Embrapa Agrobiologia, Seropédica (RJ), com o objetivo de avaliar a morfologia e a distribuição de raízes de algumas leguminosas herbáceas perenes; os efeitos da cobertura viva no teor de carbono orgânico, e a agregação de um Argissolo Vermelho-Amarelo distrófico, medida pela estabilidade dos agregados em água. O delineamento experimental adotado foi o de blocos casualizados, com três repetições. Os tratamentos consistiram de três diferentes espécies de leguminosas herbáceas perenes e um tratamento-controle sem cobertura viva (capinado). As leguminosas utilizadas foram amendoim forrageiro (Arachis pintoi), cudzu tropical(Pueraria phaseoloides) e siratro (Macroptilium Atropurpureum). Para a estabilidade de agregados, as profundidades de amostragem foram 0-5 e 5-10 cm, enquanto, para a morfologia e distribuição radicular, as avaliações consistiram das profundidades 0-5, 5-10, 10-20 e 20-40 cm. As coberturas com as leguminosas amendoim forrageiro e cudzu tropical propiciaram os maiores valores percentuais na classe de agregados > 2,00 mm, em média 38 % superiores aos obtidos na área capinada. Os valores do diâmetro médio ponderado (DMP) dos agregados no solo com cobertura de leguminosas foram superiores aos da área capinada para ambas as camadas, o que demonstra o efeito favorável das coberturas vivas na estabilização dos agregados do solo. A cobertura viva de amendoim forrageiro proporcionou incremento no teor de carbono orgânico no solo. Quanto aos atributos morfológicos das raízes, verificou-se que o amendoim forrageiro apresentou raio radicular intermediário entre as demais espécies e área e massa radicular maiores, o que auxiliou na interpretação do efeito positivo da cobertura viva com essa espécie na agregação do solo.

Propriedades físicas de latossolo e argissolo em função de práticas de manejo aplicadas na entrelinha da cultura da seringueira (Hevea brasiliensis)

Avaliou-se a influência das práticas de manejo (gradagem, Pueraria phaseoloides e roçadeira) nas entrelinhas da cultura da seringueira (Hevea brasiliensis), plantada em 1992, sobre a densidade do solo e a macro e microporosidade de solos do Planalto Paulista. Foram retiradas amostras nos anos de 1998 e 1999, após seis anos consecutivos de manejo, nas profundidades de 0-10, 10-20, 20-30 e 30-40 cm do Latossolo Vermelho distrófico textura argilosa A moderado caulinítico hipoférrico relevo plano e Argissolo Vermelho-Amarelo distrófico abrúptico, Tb, A moderado textura areia/média fase floresta tropical subperenifólia e relevo suave ondulado, localizados, respectivamente, nos municípios de Jaboticabal e Tabapuã (SP). Para cada profundidade, foram retiradas oito amostras por tratamento, por experimento, em cada ano, totalizando 394 amostras. Os atributos físicos do solo (densidade do solo e macroporosidade) foram avaliados de acordo com as práticas de manejo aplicadas. Dentre os sistemas de manejos aplicados na entrelinha da seringueira, a roçadeira foi o que provocou maior compactação do solo em todas as profundidades, evidenciada pelos elevados valores de densidade do solo e reduzida macroporosidade, sendo este efeito mais pronunciado nas camadas superficiais dos solos.

Cobertura do solo e estoque de nutrientes de duas leguminosas perenes, considerando espaçamentos e densidades de plantio

O estabelecimento de leguminosas herbáceas perenes nos sistemas de produção constitui ainda um desafio, principalmente por apresentarem crescimento inicial lento. Para viabilizar sua implantação, este trabalho objetivou determinar as taxas de cobertura do solo, produção de matéria seca, teores e acumulação de N, P e K das leguminosas herbáceas perenes galáxia (Galactia striata) e cudzu tropical (Pueraria phaseoloides), considerando espaçamentos e densidades de plantio. O experimento, instalado em dezembro/98 na Embrapa Agrobiologia, Seropédica (RJ), constou do delineamento em blocos ao acaso, em arranjo fatorial 2 x 2 x 4, com quatro repetições. Os tratamentos constaram das espécies galáxia e cudzu tropical, plantadas em dois espaçamentos entre sulcos de plantio (25 e 50 cm) e quatro densidades de plantas (5, 10, 15 e 20 plantas m-1). A densidade adequada para a rápida cobertura do solo para cudzu tropical e galáxia foi de 10 plantas m-1, no espaçamento de 25 cm entre os sulcos de plantio. A maior produção de matéria seca e acumulação de N, P e K na parte aérea das plantas foram evidenciadas apenas no primeiro corte, sendo os maiores valores obtidos no espaçamento de 25 cm e na densidade de 10 plantas m-1. O espaçamento de 25 cm com 10 plantas m-1 foi a combinação mais adequada para a plena formação da cobertura viva do solo com cudzu tropical e galáxia.