Perdas de solo e água em períodos de anomalias climáticas: "El Niño" e "La Niña" no sul do Brasil

O Sul do Brasil tem seu clima influenciado por anomalias climáticas denominadas "El Niño" e "La Niña". Durante o "El Niño", verifica-se precipitação pluvial em volume superior ao normal. De forma oposta, observa-se déficit hídrico durante o "La Niña". Resultados de perdas de solo e água associados a essas anomalias climáticas são escassos, sendo o seu estudo o objetivo principal deste trabalho. Para isso, durante sete anos (abril de 1993 a março de 2000), utilizou-se um experimento de perdas de solo sob chuva natural, desenvolvido em Santa Maria (RS). O solo da área experimental era um Argissolo Vermelho distrófico arênico. O clima da região é do tipo "Cfa", subtropical úmido sem estiagens, de acordo com a classificação climática de Köeppen, com precipitação pluvial média anual de 1.686 mm. As parcelas experimentais apresentavam dimensões de 3,5 x 22 m de comprimento, com declividade média de 5,5 %. Elas foram delimitadas por chapas de metal e na sua parte inferior foi instalada uma calha coletora de enxurrada, ligada a um tanque que, por sua vez, foi acoplado a um segundo por meio de um divisor "Geib". Os tratamentos selecionados em delineamento inteiramente casualizado, com duas repetições, foram os seguintes: (a) solo descoberto e (b) milho (Zea mays)/mucuna cinza (Stizolobium cinereum) sob sistema plantio direto. O volume total de chuvas, o índice de erosividade (EI30) e a intensidade da chuva foram determinados com base em dados da estação meteorológica da Universidade Federal de Santa Maria. Após cada chuva, foram avaliadas as perdas de solo e água. Durante o "El Niño", ocorreram chuvas com elevada intensidade que resultaram no aumento da erosão em relação à média do período experimental. Por outro lado, no "La Niña", as perdas de solo e água foram inferiores àquela média. Um único evento de precipitação pluvial do "El Niño" apresentou perda de solo equivalente à de um ano inteiro do "La Niña". O sistema plantio direto de milho/mucuna foi eficiente em controlar a erosão, mesmo durante o "El Niño", e importante estratégia de convivência com o "La Niña".

Atributos físicos de um argissolo em sistemas de culturas de longa duração sob semeadura direta

O sistema de semeadura direta, associado à utilização de plantas de cobertura, pode manter a qualidade do solo, melhorando e, ou, preservando seus atributos físicos em condições favoráveis ao desenvolvimento vegetal. O presente trabalho avaliou a densidade, porosidade, resistência à penetração e taxa de infiltração de água em um Argissolo Vermelho distrófico arênico, na área experimental do Departamento de Solos da Universidade Federal de Santa Maria, em Santa Maria, RS, após 16 anos de aplicação de sete sistemas de culturas: (1) milho (Zea mays L.) + feijão-de-porco (Canavalia ensiformis DC)/soja (Glycine max (L.) Merr.)- MFP; (2) solo descoberto - SDES; (3) milho/pousio/soja - POU; (4) milho/azevém (Lolium multiflorum Lam.) + ervilhaca-comum (Vicia sativa)/soja - AZEV; (5) milho + mucuna-cinza (Stizolobium cinereum)/soja - MUC; (6) milho/nabo forrageiro (Raphanus sativus L. var. oleiferus Metzg.)/soja - NFO; e (7) campo nativo - CNA. A densidade do solo apresentou diferenças entre os tratamentos até a profundidade de 0,10 m, com o SDES evidenciando maiores valores. A porosidade total e a macroporosidade do solo apresentaram estreita relação entre si até 0,10 m de profundidade. O tratamento SDES apresentou maior resistência à penetração na camada superficial (até 0,03 m), e o NFO, nas profundidades de 0,16 e 0,18 m. Menores taxas de infiltração de água no solo foram verificadas nos tratamentos SDES e CNA, enquanto os demais se mantiveram constantemente acima destes e semelhantes entre si. O sistema de semeadura direta com uso de plantas de cobertura do solo mostrou-se eficiente em manter atributos físicos em condições favoráveis ao desenvolvimento vegetal, após longo período de utilização, ao mesmo tempo em que melhorou atributos como a taxa de infiltração de água.

Green manure incorporation timing for organically grown broccoli

The objective of this work was to determine the effect of incorporation timing of the velvet bean (Stizolobium cinereum) (GM) on both organic broccoli yield and N status. Mineral N content in the soil, biologically fixed N recovery by broccoli, GM biomass decomposition and N release kinetics were also determined. Plots were fertilized with 12 Mg ha-1 of organic compost and received GM either at 0, 15, 30 or 45 days after transplant. Other treatments were compost (12 or 25 Mg ha-1), GM, mineral fertilizers and control (no fertilizer). The data were collected in four completely randomized blocks. GM decomposition increased mineral N content in soil as rapidly as mineral fertilizer or the supply of 25 Mg ha-1 of compost. The N half-life in GM (24 days) is smaller than the mass half-life (35 days) and the biological fixation contributed with 23.6% of N present in the aboveground biomass of broccoli. The result suggests a higher synchrony between the crop relative growth rate and N release from the GM when incorporated at crop early growth stage. The incorporation of GM until 15 days after transplanting replaces 50% of the highest compost dose, without yield loss.

Sistemas de preparo do solo, plantas de cobertura e produtividade da cultura da mandioca

O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos do uso de plantas de cobertura e de sistemas de preparo do solo, no desenvolvimento e na produtividade da cultura da mandioca (Manihot esculenta Crantz). O trabalho foi conduzido em Argissolo Vermelho, sob sistema convencional de preparo do solo, e em cultivo mínimo sobre palhada de mucuna-cinza (Stizolobium cinereum Piper & Tracy), sorgo granífero [Sorghum bicolor (L.) Moench] e milheto [Pennisetum americanum (L.) K. Schum.]. Aos dezoito meses após o plantio da mandioca, foram avaliados: altura de plantas, produção de massa de matéria seca da parte aérea, número de raízes tuberosas, produtividade, percentagem de matéria seca e de amido nas raízes tuberosas e índice de colheita. Observou-se que o sistema convencional de preparo do solo pode ser substituído, na cultura da mandioca, pela prática do cultivo mínimo, associada ao uso de coberturas vegetais, por promover incrementos significativos na produtividade da cultura, especialmente, quando se utiliza o milheto como planta de cobertura. O uso de plantas de cobertura no pré-cultivo de mandioca, em sistema de preparo mínimo do solo, representa uma alternativa eficiente para um melhor manejo dessa cultura.

Susceptibility of leguminous green manure species to Rhizoctonia solani and Sclerotium rolfsii

We studied the susceptibility of species used as green manure in common bean fields to root rot (Rhizoctonia solani) and southern blight (Sclerotium rolfsii). Seeds of Crotalaria breviflora, Canavalia ensiformis, Cajanus cajan, Dolichos lablab, Stizolobium cinereum, S. aterrimum, and the bean cvs. "Pérola", "Valente" and "Carnaval" were sown in soil infested by either R. solani AG-4 or S. rolfsii in greenhouse. The emergence of D. lablab seedlings in soil infested by R. solani dropped to 62%. C. breviflora, C. ensiformis and cv. "Valente" presented the lowest root rot severity. The pathogen S. rolfsii drastically reduced seedling emergence in all species; no C. cajan and S. cinereum seedling emerged. All plant species presented high southern blight severity. We conclude that leguminous crops are not suitable as green manure for areas of bean cultivation with high R. solani and S. rolfsii populations.

Tolerância e potencial fitorremediador de Stizolobium aterrimum associada ao fungo micorrízico arbuscular Glomus etunicatum em solo contaminado por chumbo

A poluição do solo com metais pesados tem aumentado significativamente nos últimos anos, devido à ação antrópica. Diversas técnicas podem ser utilizadas para reverter ou minimizar a condição de contaminação do solo, porém muitas delas são prejudiciais ao solo. Uma alternativa é a utilização da fitorremediação, já que as plantas possuem a capacidade de absorver elementos do solo e, dessa maneira, promover sua descontaminação com teores excessivos de metais e outros elementos potencialmente tóxicos. A associação de plantas com fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) pode influenciar a absorção desses elementos. Com o objetivo de avaliar o potencial fitorremediador de plantas de Stizolobium aterrimum associadas ou não a FMAs em solos com concentrações crescentes de Pb, realizou-se um experimento sob condições de casa de vegetação, em esquema fatorial 4 x 2. Os tratamentos consistiram na adição de quatro doses de Pb (0, 250, 500 e 1.000 mg dm-3) e da inoculação ou não de FMA. Os resultados mostraram que a planta foi tolerante ao Pb nas doses utilizadas. A associação com FMA não influenciou a absorção de Pb pela planta. No entanto, a micorrização influenciou a fixação biológica de N2, observando-se maior atividade da enzima nitrogenase em plantas micorrizadas. Apesar dos bons resultados obtidos com relação à tolerância dessa planta ao Pb, mais estudos precisam ser realizados acerca da absorção desse elemento, principalmente em solo multicontaminado, que é a realidade encontrada em sistemas poluídos.

Fitorremediação de solo contaminado com trifloxysulfuron-sodium por mucuna-preta (Stizolobium aterrimum)

O emprego de espécies vegetais que apresentem capacidade fitorremediadora pode ser uma das alternativas para reduzir a persistência de agroquímicos no ambiente. O objetivo deste trabalho foi avaliar a fitorremediação do herbicida trifloxysulfuron-sodium em campo, pela espécie Stizolobium aterrimum (mucuna-preta), em diferentes densidades populacionais. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados em esquema fatorial 4 x 2, com quatro repetições. Os tratamentos foram compostos por quatro densidades de plantio de mucuna-preta (0, 10, 25, e 40 plantas m-2), associadas a duas doses do trifloxysulfuron-sodium (0,00 e 15,00 g ha-1), aplicadas cinco dias após o preparo do solo para semeadura da mucuna-preta. As plantas fitorremediadoras foram mantidas na área por 65 dias. Após esse período, a área experimental foi novamente sulcada e fertilizada de acordo com a análise do solo, considerando as necessidades da cultura do feijão (Phaseolus vulgaris). Aos 45 dias após a semeadura do feijão, avaliou-se a altura e a biomassa seca da parte aérea das plantas. Ao final do ciclo da cultura, determinou-se, ainda, o rendimento de grãos, o número de vagens por planta e o peso de 100 sementes. O cultivo prévio de mucuna-preta nas densidades populacionais de 10, 25 ou 40 plantas m-2 proporcionou rendimento de grãos de feijão nas parcelas tratadas com trifloxysulfuron-sodium no solo semelhante ao obtido na área não-tratada. A densidade populacional mínima desse adubo verde que proporcionou maior rendimento de grãos à cultura do feijão foi de 25 plantas por metro quadrado.

Development of bean plants in soil contaminated with trifloxysulfuron-sodium after Stizolobium aterrimum and Canavalia ensiformis cultivation

Phytoremediation, the use of plants to decontaminate soils and water resources from organic pollutants such as herbicides, is economically and environmentally a promising technique applied in many areas, including agriculture. The objective of this work was to evaluate the development of bean plants cultivated in the field, in soil with different levels of trifloxysulfuron-sodium contamination, following cultivation of two green manure species, as well as to evaluate the possibility of recontamination of the area by such herbicide with the straw permanence on the soil. The experiment was carried out in Coimbra, MG, Brazil, on a sandy clayey Red - Yellow Argisol from March to November 2003. Four levels of soil contamination with trifloxysulfuron-sodium (0.00; 3.75; 7.50; and 15.00 g ha-1) were used as well as the following five types of cultivation prior to bean sowing in the area after herbicide application: black velvet beans (Stizolobium aterrimum) followed by removal of straw; S. aterrimum, followed by permanence of straw; jack bean (Canavalia ensiformis), followed by removal of straw; C. ensiformis followed by permanence of straw; and without prior cultivation, weed-free (weeded control). The leguminous plants were kept in the area for 65 days, cut close to the soil, and with its aerial part left or not on the surface of the experimental plot, depending on the treatment. Fifteen days after the species were cut, bean was sown in the area. At 45 days after emergence (DAE) of the bean plants, plant height and dry mass of the aerial part were evaluated. Grain productivity was determined during harvest. Height, dry matter of the aerial part and grain productivity of the bean plants, cultivated in an area previously contaminated with trifloxysulfuron-sodium at any of the levels tested, were higher with prior cultivation of S. aterrimum or C. ensiformis. At the lowest level of herbicide contamination, prior cultivation of C. ensiformis was found to be more efficient than that of S. aterrimum in mitigating the harmful effects of trifloxysulfuron-sodium on bean grain production. The permanence of the straw of the green manure species during the bean cycle did not harm the development of the plants or caused culture productivity losses, indicating that straw permanence in the area does not promote recontamination of the area.

Efeito da umidade do solo sobre a capacidade de Canavalia ensiformis e Stizolobium aterrimum em remediar solos contaminados com herbicidas

Objetivou-se, neste trabalho, avaliar os efeitos da umidade do solo sobre a capacidade de Canavalia ensiformis e Stizolobium aterrimum em remediar solos contaminados com os herbicidas tebuthiuron e trifloxysulfuron-sodium. O trabalho foi realizado em duas etapas, sendo na primeira avaliado o crescimento de C. ensiformis e S. aterrimum em solo com diferentes níveis de umidade, contaminados ou não com herbicidas. Os tratamentos foram compostos pela combinação entre os herbicidas tebuthiuron, trifloxysulfuron-sodium e ausência de herbicida, associados a quatro teores de água do solo (0,287, 0,358, 0,431 e 0,575 kg kg-1), dispostos em esquema fatorial 3 x 4, sob delineamento inteiramente casualizado, com três repetições, para cada espécie remediadora. Após o preparo do substrato e enchimento dos vasos, aplicou-se à superfície do solo o herbicida trifloxysulfuron-sodium ou tebuthiuron. Um dia após essa aplicação, procedeu-se à semeadura das espécies remediadoras. Nessa mesma época, utilizaram-se, como testemunha, vasos sem planta remediadora, porém com os mesmos níveis de umidade e com aplicação do herbicida mantido nas mesmas condições daqueles com plantas remediadoras, as quais foram colhidas 60 dias após semeadura. Nessa ocasião, foram avaliadas a altura e a massa seca da parte aérea (MSPA) dessas espécies. Todo o material colhido foi triturado e incorporado ao solo dos seus respectivos vasos. Na segunda etapa, avaliou-se a capacidade remediadora de C. ensiformis e S. aterrimum. Os tratamentos foram compostos pela combinação entre quatro níveis de umidade e cinco tipos de cultivo prévio: cultivo de C. ensiformis e S. aterrimum na presença e ausência do herbicida e um tratamento sem cultivo prévio e com aplicação do herbicida, dispostos em esquema fatorial 4 x 5, sob delineamento inteiramente casualizado, com três repetições, para cada herbicida avaliado. Amostras de 0,5 kg de solo foram retiradas dos vasos (6 L) utilizados na primeira etapa e colocadas em vasos de 0,5 L. Em seguida, cultivaram-se as espécies indicadoras de resíduo dos herbicidas no solo: sorgo (Sorghum bicolor) para o trifloxysulfuron-sodium e soja (Glycine max) para o tebuthiuron. Estas plantas foram colhidas 20 dias após a semeadura, época em que se avaliaram a altura, a MSPA e o grau de intoxicação delas pelos herbicidas. Canavalia ensiformis não sobreviveu até a época de avaliação (60 DAS) em solo contaminado pelo tebuthiuron, independentemente do nível de umidade mantido no solo. S. aterrimum sobreviveu quando cultivada em solo com teor de água entre 0,287 e 0,358 kg kg-1 e, quando comparada a C. ensiformis, foi mais eficiente na descontaminação do solo com residual do tebuthiuron. Nos solos contaminados com trifloxysulfuron-sodium ou com tebuthiuron, com o cultivo prévio das espécies remediadoras, o crescimento do sorgo e da soja foi melhor se comparado ao daquelas plantas cultivadas no solo onde não foi feito o cultivo das espécies remediadoras. De maneira geral, a variação da umidade não interferiu no processo de remediação, sendo os efeitos observados no desenvolvimento das espécies remediadoras. O melhor desenvolvimento de C. ensiformis e S. aterrimum foi observado em solo com teor de água mantido em torno de 0,431 kg kg-1; contudo, nesse teor de água, o tebuthiuron é mais facilmente disponibilizado para a solução do solo.

Fitoestimulação por Stizolobium aterrimum como processo de remediação de solo contaminado com trifloxysulfuron-sodium

Neste trabalho, objetivou-se avaliar o efeito da microbiota associada à rizosfera de mucuna-preta (Stizolobium aterrimum) na fitorremediação de um solo contaminado pelo herbicida trifloxysulfuron-sodium. Os tratamentos no esquema fatorial 2 x 4 foram compostos por amostras de solo rizosférico de S. aterrimum cultivado por 60 dias e solo não-rizosférico ou não cultivado, todos submetidos a quatro níveis de contaminação pelo trifloxysulfuron-sodium (0,0, 7,5, 37,5 e 375 g ha-1). As amostras foram incubadas por 30 dias em recipientes apropriados para avaliação do desprendimento de dióxido de carbono (CO2) pela respiração microbiana e quantificação de carbono da biomassa. Para comprovação de resultados, realizou-se o plantio de sorgo (Sorghum bicolor) nas amostras dos tratamentos, como planta indicadora da presença de resíduos do herbicida. Observou-se que o solo da rizosfera de S. aterrimum na presença do herbicida trifloxysulfuron-sodium se apresentou com maior atividade biológica, evidenciada pelo maior desprendimento de CO2. A biomassa microbiana foi maior nas amostras de solo rizosférico, independentemente da presença do herbicida. Comprovou-se a contribuição da microbiota no processo de descontaminação do solo, pelo fato de o crescimento das plantas de sorgo em solo rizosférico ter se apresentado semelhante na ausência ou presença do trifloxysulfuron-sodium, enquanto no solo não-rizosférico o crescimento do sorgo foi inversamente proporcional à dose do herbicida.

Biodegradation of glyphosate in rhizospheric soil cultivated with Glycine max, Canavalia ensiformis e Stizolobium aterrimum

Biodegradation of glyphosate was evaluated in rhizospheric soil cultivated with Glycine max (soybean, var. BRS245-RR), Canavalia ensiformis and Stizolobium aterrimum. After these species were cultivated for 60 days, soil samples were collected, placed in flasks and treated with 14C-glyphosate. After 30 days of incubation, the total release rate of C-CO2 was determined along with microbial biomass (MBC), metabolic quotient (qCO2), and degradation percentage of the radio-labeled glyphosate released as 14C-CO2. A higher mass of rhizosphere-associated microorganisms was verified in the soil samples from pots cultivated with soybean, regardless of glyphosate addition. However, in the presence of the herbicide, this characteristic was the most negatively affected. Microorganisms from the C. ensiformis rhizosphere released a lower amount of 14C-CO2, while for those originated from S. aterrimum, the amount released reached 1.3% more than the total carbon derived from the respiratory activity. The rhizospheric soil from S. aterrimum also presented higher glyphosate degradation efficiency per microbial biomass unit. However, considering qCO2, the microbiota of the rhizospheric soil cultivated with soybean was more efficient in herbicide degradation.

Crescimento inicial de Merremia cissoides, Neonotonia wightii e Stizolobium aterrimum

Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de avaliar o crescimento inicial de três espécies de plantas daninhas que são problemas emergentes para a cultura da cana-de-açúcar: Neonotonia wightii, Stizolobium aterrimum e Merremia cissoides. O delineamento experimental adotado foi inteiramente casualizado, com sete tratamentos e quatro repetições, para cada espécie estudada. Durante todo o experimento foram realizadas sete avaliações de crescimento (tratamentos), espaçadas de 15 dias, totalizando 105 dias de ciclo. As espécies tiveram suas variáveis analisadas, como a área foliar (Af; cm² por planta). Posteriormente, o material amostrado foi seco em estufa, quando se mensurou também a matéria seca (g por planta) das raízes (Mr), da parte aérea (Ma) e total (Mt). O acúmulo de matéria seca observado mostra a elevada capacidade que a planta daninha S. aterrimum possui de produzir fitomassa. Ao final do experimento, observou-se estabilização da matéria seca da parte aérea (Ma) nas três espécies estudadas, acompanhada pela variável matéria seca total (Mt), com estabilização no final do experimento. Para S. aterrimum, obteve-se maior taxa de crescimento inicial e acúmulo de matéria seca total (Mt), além de maior acúmulo de área foliar (Af). N. wightii mostrou ser uma espécie de crescimento inicial lento, quando comparada com as outras estudadas. M. cissoides apresentou acúmulo significativo de matéria seca total (Mt), quando comparado com as outras espécies.

Extracção e purificação de 3 - (3,4-diidroxifenil) alanina a partir das sementes de stizolobium aterrima

A process for extraction and purification of L-3-(3,4 dihydroxyphenyl)alanine from seeds of Stizolobium aterrima was developed. The seeds extract was obtained by a new process and concentrated to obtain the product. The product was purified by two processes. The advantages of the methods are elimination of one operation, greater facility of filtration of the extract and greater purity of the product. Nowadays the process may have academic interest for class demonstrations.

Atividade rizosférica de solo tratado com herbicida durante processo de remediação por Stizolobium aterrimum

This study aimed to evaluate the soil microbiota activity associated to S. aterrimum rhizosphere, during the phytoremediation process of a soil contaminated with trifloxysulfuron-sodium. S. aterrimum was cultivated in vases (6, 0 L) filled with soil, after trifloxysulfuron-sodium, at 7.5 g ha -1, was applied or not. Every 15 days after sowing (DAS), rhizospheric soil was collected for soil microbial respiration (amount of evolved CO 2) and microbial biomass carbon (MBC) analysis. To determine herbicide residues in the soil samples, after phytoremediation, Sorghum bicolor L. was cultivated as an indicator species, in addition to high performance liquid chromatography (HPLC) analysis. The microbiota associated to S. aterrimum rhizosphere showed to be sensitive to trifloxysulfuron-sodium and may be used as a microbiological indicator of disturbances caused by this herbicide in the environment. Regarding time for remediation, 45 days of development is enough for S. aterrimum to reduce residual trifloxysulfuron- sodium to a level not able to cause toxicity to the indicator plant.

Crescimento inicial de Merremia cissoides, Neonotonia wightii e Stizolobium aterrimum

Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de avaliar o crescimento inicial de três espécies de plantas daninhas que são problemas emergentes para a cultura da cana-de-açúcar: Neonotonia wightii, Stizolobium aterrimum e Merremia cissoides. O delineamento experimental adotado foi inteiramente casualizado, com sete tratamentos e quatro repetições, para cada espécie estudada. Durante todo o experimento foram realizadas sete avaliações de crescimento (tratamentos), espaçadas de 15 dias, totalizando 105 dias de ciclo. As espécies tiveram suas variáveis analisadas, como a área foliar (Af; cm² por planta). Posteriormente, o material amostrado foi seco em estufa, quando se mensurou também a matéria seca (g por planta) das raízes (Mr), da parte aérea (Ma) e total (Mt). O acúmulo de matéria seca observado mostra a elevada capacidade que a planta daninha S. aterrimum possui de produzir fitomassa. Ao final do experimento, observou-se estabilização da matéria seca da parte aérea (Ma) nas três espécies estudadas, acompanhada pela variável matéria seca total (Mt), com estabilização no final do experimento. Para S. aterrimum, obteve-se maior taxa de crescimento inicial e acúmulo de matéria seca total (Mt), além de maior acúmulo de área foliar (Af). N. wightii mostrou ser uma espécie de crescimento inicial lento, quando comparada com as outras estudadas. M. cissoides apresentou acúmulo significativo de matéria seca total (Mt), quando comparado com as outras espécies.