The weediness of wild plants: molecular analysis of genes influencing dispersal and persistence of johnsongrass, Sorghum halepense (L.) Pers.

Many major weeds rely upon vegetative dispersal by rhizomes and seed dispersal by "shattering" of the mature inflorescence. We report molecular analysis of these traits in a cross between cultivated and wild species of Sorghum that are the probable progenitors of the major weed "johnsongrass." By restriction fragment length polymorphism mapping, variation in the number of rhizomes producing above-ground shoots was associated with three quantitative trait loci (QTLs). Variation in regrowth (ratooning) after overwintering was associated with QTLs accounting for additional rhizomatous growth and with QTLs influencing tillering. Vegetative buds that become rhizomes are similar to those that become tillers--one QTL appears to influence the number of such vegetative buds available, and additional independent genes determine whether individual buds differentiate into tillers or rhizomes. DNA markers described herein facilitate cloning of genes associated with weediness, comparative study of rhizomatousness in other Poaceae, and assessment of gene flow between cultivated and weedy sorghums--a risk that constrains improvement of sorghum through biotechnology. Cloning of "weediness" genes may create opportunities for plant growth regulation, in suppressing propagation of weeds and enhancing productivity of major forage, turf, and "ratoon" crops.

Ecophysiological response of Sorghum halepense populations to reduced rates of nicosulfuron

The control and regrowth after nicosulfuron reduced rate treatment of Johnsongrass (Sorghum halepense L. Pers.) populations, from seven Argentinean locations, were evaluated in pot experiments to assess if differential performance could limit the design and implementation of integrated weed management programs. Populations from humid regions registered a higher sensibility to reduced rates of nicosulfuron than populations from subhumid regions. This effect was visualised in the values of regression coefficient of the non-linear models (relating fresh weight to nicosulfuron rate), and in the time needed to obtain a 50% reduction of photosynthesis rate and stomatal conductance. The least leaf CO2 exchange of subhumid populations could result in a lower foliar absorption and translocation of nicosulfuron, thus producing less control and increasing their ability to sprout and produce new aerial biomass. The three populations from subhumid regions, with less sensibility to nicosulfuron rates, presented substantial difference in fresh weight, total rhizome length and number of rhizome nodes, when they were evaluated 20 week after treatment. In consequence, a substantial Johnsongrass re-infestation could occur, if rates below one-half of nicosulfuron labeled rate were used to control Johnsongrass in subhumid regions.

Germination and Dormancy in Seeds of Sorghum halepense and Sorghum arundinaceum

Light, temperature and dormancy are factors that influence the germination of seeds and are strictly linked to the emergence of weeds. The objective of this work was to assess the germination of Sorghum arundinaceum and Sorghum halepense subjected to different conditions of temperature and luminosity, as well as assessing seed dormancy breaking mechanisms. For this, two experiments were conducted, both arranged in a completely randomized design. Experiment 1 was installed in a 2 x 5 double factorial design. The first factor was the absence or presence of light for 12 hours, and the other was composed of five constant temperatures: 15, 20, 30, 40 and 45 oC. In experiment 2, the efficiency of nine treatments used for breaking dormancy of seeds was assessed. The variables analyzed for both experiments were germination percentage and germination speed index (GSI). For the statistical analysis were performed an analysis of variance (ANOVA) and all the necessary consequences, as well as regression, when relevant. In experiment 1 for both species greater germination occurred in the presence of light. For S. arundinaceum the temperatures at which there was the highest percentage of germination were 33.13 and 31.24 oC for presence and absence of light respectively. As for S. halepense these temperatures were 31.98 and 29.75 oC for presence and absence of light respectively. As for the treatments for breaking dormancy, the mechanical scarification of seeds with sandpaper presented the highest germination and GSI. It is concluded that the Sorghum species studied are neutral photoblastic seeds and present mechanical type dormancy.

Influência da temperatura na germinação de sementes de Digitaria insularis, Leptochloa virgata, Pennisetum setosum e Sorghum halepense

Objetivou-se com este trabalho avaliar a influência de temperaturas constantes na germinação de sementes de espécies de plantas daninhas da família Poaceae que apresentam ocorrência em áreas de pastagem, para isto, foram analisadas as sementes de Digitaria insularis, Leptochloa virgata, Pennisetum setosum e Sorghum halepense coletadas manualmente de diversas plantas em áreas de pastagem. As sementes foram dispostas em caixas gerbox sobre folha dupla de papel "germitest", umedecido com água destilada equivalente a 2,5 vezes a massa do papel seco. As caixas foram incubadas em três germinadores verticais tipo MANGELSDORF com as temperaturas de 25ºC, 30ºC e 35ºC e fotoperíodo de 12 horas. As avaliações foram realizadas, efetuando-se a contagem diária das ocorrências germinativas, a partir da protrusão da radícula, durante 28 dias após o início do estudo. Os parâmetros avaliados foram porcentagem e índice de velocidade de germinação (IVG), efetuando-se a análise estatística pela análise de variância com comparação de médias pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade e transformação dos resultados de porcentagem de germinação. As temperaturas que proporcionam os melhores resultados de porcentagem e velocidade de germinação são 30 e 35°C, para as espécies de D. insularis, L. virgata e S. halepense, por outro lado, a espécie de P. setosum não apresenta germinação em nenhuma das temperaturas avaliadas (25º 30º e 35ºC) não são adequadas para a sua germinação.

Architecture and morphogenesis of grain sorghum, Sorghum bicolor (L.) Moench

Plant architecture has been neglected in most studies of biomass allocation in crops. To help redress this situation for grain sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench), we used a 3D digitiser to measure the dimensions and orientations of vegetative and reproductive structures and derived thermal time-based functions for architectural changes during morphogenesis. Our plants, which were grown in a greenhouse, controlled environment cabinets and the field, covered a large, three-fold, size range when mature. This allowed us to detect some general architectural relationships and to fit morphogenetic functions common across the size range we observed. For example, the relationship between the lengths of successive fully-expanded leaves within a plant was nearly constant for all plants. The lengths of existing leaf blades were accurate predictors of the lengths of up to six subsequently-formed blades in our plants. Similar constant relationships were detected for internode lengths in the panicle and for heights above ground of the collars of successive leaves, even though these traits varied a lot between growth conditions. We suggest that such architectural relationships may be used to link the effect of previous growth conditions to future growth potential, and in that way to predict future partitioning. Our results provide the basis for a preliminary model of sorghum morphogenesis which could eventually become useful in conjunction with crop models by allowing resource acquisition to be related to changes in plant architecture during development. (C) 1999 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Estudos sobre a nutrição mineral do sorgo sacarino (Sorghum bicolor (L) Moench). I: deficiências de macro e micronutrientes e toxidez de alumínio, cloro e manganês

Sorgo sacarino, cv Brandes, foi cultivado em solução nutritiva deficiente em macro e micronutrientes e com excesso de alumínio, cloro e manganês. Foram obtidos sintomas das deficiências e excessos provocados no meio e o material foi analisado. Obteve-se uma estimativa das exigências nutricionais. Análises tecnológicas do colmo, mostraram os efeitos das deficiências de nitrogênio, fósforo e potássio sobre as mesmas.

Estudos sobre a nutrição mineral do sorgo sacarino (Sorghum bicolor (L) Moench) cv. Brands. II: absorção e redistribuição do radiofósforo

Foi estudada a absorção radicular do radiofósforo sob influência do tempo de contato com a solução e da concentração externa. Foi também estudada a absorção foliar dos fosfatos mono e diamônico isolados e em presença de uréia. A redistribuiçao do P absorvido pelas raízes foi acompanhada através do fracionamento das formas de fósforo nos diversos órgaos da planta analisadas em diferentes períodos.

Efeitos das adubações de manutenção e de correção na produção de colmos, composição mineral das folhas e características tecnológicas de dois cultivares de sorgo sacarino (Sorghum bicolor (L.) Moench) no brejo paraibano

Duas variedades de sorgo sacarino, Brandes 501 e CMS 616, foram cultivadas num solo resultante de associação entre Podzólico Vermelho Amarelo e Litólico Eutrófico, na presença dos seguintes tratamentos: Testemunha (T), Adubação de Manutenção (Am), Adubacão de Correção (Ac) e Am+Ac: Houve efeito significativo dos tratamentos na produção do 1º corte, o que não ocorreu com a soqueira. A cv. CMS-616 mostrou-se superior à BR-501 nos dois casos, A adubação diminuiu o Brix da cv. BR 501 nas duas colheitas. Foi encontrada correlação positiva e significativa somente entre níveis foliares de P e Ca na var. CMS 616, sendo considerados como adequados os teores 0,33 e 0,29% respectivamente.

Resposta do sorgo sacarino (Sorghum bicolor (L.) Moench) ao emprego de fontes e doses de fósforo em condições de casa de vegetação: I. Latossolo vermelho escuro

Foi estudada a eficiência do fosfato de Catalão, (FG), como fornecedor de P para o sorgo sacarino comparando-a com a do super triplo (ST) em LEa do Estado de Goiás. Usaram-se doses de P2O5, em presença e ausência de calagem. O efeito residual foi estimado em 2 cultivos sucessivos. Foram obtidas as seguintes conclusões principais: o ST mostrou-se uma fonte de P2O5 superior ao FG; a calagem aumentou o aproveitamento do FG; a produção de matéria seca não foi influenciada pelo método de aplicação do PG; a absorção de P foi influenciada favoravelmente pela calagem principalmente no 2° e 3° cultivos; houve correlação positiva e significativa entre P residual (Olsen) e produção; a produção de matéria seca no 2° e 3° cultivos se correlacionou mais estreitamente com o teor de Ca do que com o de P disponível no solo.

Resposta do sorgo sacarino (Sorghum bicolor (L.) Moench) ao emprego de fontes e doses de fósforo em condições de casa de vegetação: II. Latossolo vermelho escuro-textura média

Foi estudada a eficiência do fosfato de Catalão (FG) como fornecedor de P para o sorgo saca ri no comparando-o com a do super triplo (ST) em um LEm de Botucatu, SP. Usaram-se 4doses de P2O5 em presença e ausência de calagem. O efeito residual foi estimado em 2 cultivos sucessivos. Foram obtidas as seguintes conclusões principais: o ST foi superior ao FG como fornecedor de P, tendo sua eficiência aumentado com a calagem; a absorção do P das duas fontes foi favorecida pela calagem particularmente nos dois últimos cultivos; houve correlação positiva entre P residual (Olsen) e produção de matéria seca nos mesmos cultivos; no terceiro cultivo encontrou-se melhor correlação com o teor de Ca trocável do que com o teor de P disponível.

Resposta do sorgo sacarino (Sorghum bicolor (L) Moench) ao emprego de fontes e doses de fósforo em condições de casa de vegetação: III. Latossolo vermelho amarelo-textura média

Foi estudada a eficiência do fosfato de Catalão (FG) , como fornecedor de P para o sorgo sacarino, comparando-o como a super triplo (ST) em um LVm de Anhembi, SP. Usaram-se 4 doses de P2O5 em presença e ausência de calagem. O efeito residual foi estimado em dois cultivos sucessivos. Foram tiradas as seguintes conclusões principais: o ST foi superior ao FG como fonte de fósforo, tendo sido sua eficiência maior na presença de calagem, a qual influenciou positivamente a absorção de P das duas fontes, em particular no 2º e 3º cultivos; o modo de aplicação do FG não afetou a produção de matéria seca; encontrou-se correlação positiva entre P residual no solo (OLSEN) e produção; no 3º cultivo, entretanto,foi maior a correlação encontrada com o Ca do solo.

Aproveitamento de algumas fontes de potássio pelo sorgo sacarino (Sorghum bicolor (L.) Moench)

Com o objetivo de estudar a eficiência de três materiais potássicos originários de Poços de Caldas, MG, e submetidos a tratamento hidrotérmico, foi conduzido um experimento de campo, utilizando o sorgo sacarino (Sorghum bicolor (L.) Moench) cultivar "Start". Os materiais potássicos foram analisados para determinação do teor de potássio; também foram feitas análises granulométricas dos mesmos. O experimento foi desenvolvido na Fazenda Experimental Areio da Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz", Piracicaba, São Paulo, em Terra Roxa Estruturada de fertilidade mediana. As fontes de potássio foram comparadas com o cloreto de potássio e utilizou-se de duas doses de K2O/ha (100 kg/ha de K(2)0 e 200 kg/ /ha de K2O). Após a colheita do experimento foram feitas análises de produção de colmos e grãos, teores de potássio nas folhas, colmos e grãos, quantidade do elemento exportado pelos colmos e grãos, além de análises tecnológicas para determinação das quantidades de açúcar total recuperável e de álcool etílico. Através dos resultados obtidos e analisados concluiu-se que: - O material potássico designado por amostra 2 apresentou maior teor de K2O solúvel em ácido cítrico 2% (26,02%) e resultou em maior produção de grãos e maior quantidade de potássio extraída pelos mesmos, quando aplicado na dose 2 (200 kg/ /ha de K2O). - O material potássico designado por amostra 1 (27,5% de K2O solúvel em ácido cítrico 2%) apresentou a menor granulometria, porém, nem sempre o material de menor grau de finura é o mais solúvel. - Houve resposta à aplicação das fontes de potássio no que diz respeito aos teores deste elemento nos colmos e a quantidade do elemento extraída pelos mesmos, porém não houve diferença entre as fontes utilizadas. - O cloreto de potássio, quando aplicado na dose 2 (200 kg/ha de K2OT teve efeito negativo na produção de grãos, na porcentagem de potássio nos grãos e a quantidade de potássio extraída pelos mesmos. - Houve resposta ã aplicação das fontes de potássio no que diz respeito à quantidade de açúcar total recuperável e produção de álcool teorico, porém, o comportamento das fontes foi semelhante.

Ação alelopática de alguns extratos de plantas daninhas na germinação do arroz (Oryza sativa L. cv. IAC - 165)

O efeito do extrato aquoso de três plantas daninhas, Cynodon dactylon (l.)Pers., Cyperus rotundus l. e Sorghum halepense (l.) Pers. sobre a germinação e o crescimento de plântulas de arroz (Oryza salina L. cv. IAC-165) foi estudado, com a finalidade de investigar a sensibilidade do arroz aos efeitos alelopáticos dessas plantas. Foram utilizados, na preparação dos extratos, raizes de Cynodon daclylon, tubérculos de Cyperus rolundus: e riomas de Sorglun halepense, os quais foram homoneizados em solução aquosa, submetidos a filtração e centrifugação. O sobrenadante foi aplicado no substrato de germinação das sementes, verificando-se, aos sete dias após a se meadura, que apenas os extratos de Cy-nodon daetylon e Sorghum halepense afetaram a porcentagem de germinação das sementes de arroz. Entretanto, o crescimento da radícula e da parte aérea das plântulas foi prejudicado pelos três extratos testados, sendo o efeito mais drástico causado pelo extrato de Cyperus, retundus.

Calagem e diagnose foliar em sorgo sacarino (Sorghum bicolor L. moench)

Os efeitos da aplicação de cinco níveis de calcário dolomítico (0 - 1,25 - 2,50-5,00 e 10,00 t/ha) foram estudados em um Latossol Vermelho Escuro textura média. A calagem aumentou a produção de colmos de sorgo sacarino, sendo que as produções mais elevadas foram obtidas quando a soma de cálcio e magnésio, saturação em bases e valor pH do solo eram, respectivamente, 2,93 meq/100 cm³, 59% e 5,71. Foram observados desequilíbrios na nutrição potássica com a aplicação de 10 t/ha de calcário dolomítico. Os níveis críticos de Mg nas folhas + 4e + 3, coletadas, respectivamente, aos 45e 83 dias, foram 0,19 e 0,31% A qualidade do caldo não foi alterada significativamente pelas doses de calcário dolomítico empregadas.

Toxidez de alumínio e Manganês em Sorgo Sacarino (Sorghum Bicolor L. Moench): I. Relações entre P, Ca e Al

Foi conduzido um experimento em casa de vegetação usando quatro cultivares de sorgo sacarino: CMSXS603, Br 500, Sart e Br 602, em solução nutritiva de Hoagland e Arnon nº 1 modificada para a soluçao padrão contendo os tratamentos (níveis de Al, P, Ca). Após a colheita foram determinados os pesos da matéria seca da raiz e parte aérea e os teores de P, K, Ca, Mg e Al. Verificou-se que: a) o alumínio reduziu a produção de matéria seca dos cultivares sendo a parte aérea mais afetada que a radicular. Entretanto, a quantidade de matéria seca do sistema radicular refletiu melhor a tolerância relativa dos cultivares. b) o aumento dos níveis de Ca no substrato proporcionou um aumento na tolerância ao Al, desde que o P estivesse em alta concentração, c) quando comparados os tratamentos que acarretaram as maiores e menores produções de matéria seca na presença de Al e tolerância ao mesmo, os teores dos elementos Ca, Mg, K, P e Al na parte aérea dos cultivares foram diferentes. O elemento fósforo foi mais importante para conferir tolerância ao alumínio no tecido radicular e na parte aérea.