Soybean seeds treated with zinc evaluated by X-ray micro-fluorescence spectroscopy

Zinc (Zn) is a micronutrient considered essential to plants which can be supplied through seed treatment. The treatment of soybean [Glycine max (L.) Merr.] seeds with Zn, however, is still not well known as regards the uptake and mobilization dynamics of the nutrient during the germination process. This study aimed to evaluate the uptake and distribution dynamics of Zn applied to soybean seeds at two levels of vigor during germination using X-ray micro-fluorescence spectroscopy (µ-XRF). Zinc treatments corresponded to 0, 2, 4 and 8 g of Zn per kg of seeds. High and low vigor seeds that had been treated were located appropriately so as to promote germination. Zn intensity measurements with µ-XRF were taken in different parts ("regions") of the seeds (seed coat, cotyledon, and embryonic axis) after 8, 16 and 24 h of imbibition and seedlings (primary root, hypocotyl, plumule, cotyledon, and seed coat) after 48, 72 and 96 h of germination. High vigor seeds showed higher Zn intensity in the embryonic axis in the first 16 h, while low vigor seeds showed higher intensity after 24 h. After 48, 72 and 96 h of germination low vigor seedlings showed higher Zn intensity than high vigor seedlings in the primary root. It was concluded that µ-XRF is an efficient technique for identifying variances in the dynamics of Zn uptake and mobilization during the germination of soybean seeds with different vigor levels.

Bacillus subtilis Bs10 as an efficient inoculant for growth promotion in soybean plants / Bacillus subtilis Bs10 como um inoculante eficiente para a promoção do crescimento de plantas de soja

Currently, food with low levels of pesticides, sustainable agricultural practices and increased crop productivity have gained prominence worldwide. Rhizobacterial inoculants are an alternative to manage large crops that favors sustainable plant growth. Thereby, this study aimed to assess the effect of increasing doses of inoculant based on the rhizobacterium Bacillus subtilis Bs10 compared to the commercial product based on B. subtilis on the development of soybean culture. Two experiments were carried out with two soybean cultivars, M8210 IPRO and M8615 IPRO, assessed at the vegetative and reproductive stages. Doses of B. subtilis Bs10 with 0, 100, 200, 300, 400 mL per 50 kg seeds were inoculated in each experiment, as well as an additional treatment with commercial product based on B. subtilis. Biomass, nodulation, plant height, internodes, number of pods and number of grains of soybean cultivars were assessed. The inoculation of B. subtilis Bs10 significantly (p < 0.05) improved the agronomic characteristics of both soybean cultivars with an increase in shoot and root biomass, nodulation, phosphorus content, and accumulation of nitrogen in the aerial part. The doses of B. subtilis Bs10 between 200 and 350 mL had significant prominence in increasing the variables studied herein.(AU)

Atualmente, alimentos com baixo teor de agrotóxicos, práticas agrícolas sustentáveis e aumento da produtividade das lavouras têm ganhado destaque no mundo. Inoculantes de rizobactérias são uma alternativa no manejo de grandes lavouras, o que favorece o crescimento sustentável das plantas. Assim, este estudo teve como objetivo avaliar o efeito de doses crescentes do inoculante à base de Rhizobacteria Bacillus subtilis Bs10 em comparação ao produto comercial à base de B. subtilis no desenvolvimento da cultura da soja. Dois experimentos foram conduzidos com as cultivares de soja M8210 IPRO e M8615 IPRO e avaliados nas fases vegetativa e reprodutiva. Doses de B. subtilis Bs10 com 0, 100, 200, 300, 400 mL por 50 kg de sementes foram inoculadas em cada experimento, bem como tratamento adicional com produto comercial à base de B. subtilis. Foram avaliadas biomassa, nodulação, altura de planta, entrenós, número de vagens e número de grãos de cultivares de soja. A inoculação de B. subtilis Bs10 melhorou significativamente (p < 0,05) as características agronômicas de ambas as cultivares de soja com aumento na biomassa da parte aérea e radicular, nodulação, teor de fósforo e acúmulo de nitrogênio na parte aérea. As doses de B. subtilis Bs10 entre 200 e 350 mL destacaram-se significativamente no aumento das variáveis estudadas neste trabalho.(AU)

Control of Conyza spp. with sequential application of glufosinate in soybean pre-sowing / Controle de Conyza spp. com aplicação sequencial de glufosinate em pré-semeadura da soja

Conyza spp. is among the main weeds reported worldwide. Due to its aggressiveness, such as high seed production and dispersion, and the growing reports of biotypes resistant to glyphosate, paraquat, and other herbicides, different control practices are required. Thus, this study aimed to evaluate the efficacy of herbicides with sequential application of glufosinate in soybean pre-sowing for control of Conyza spp. with indicative of resistant to paraquat. The study was carried out in the field, at Assis Chateaubriand and Palotina, state of Paraná, Brazil, in the 2018/19 season. The experiments were conducted in a randomized block design with four replications. The treatments consisted in application of glyphosate, 2,4-D, saflufenacil, glufosinate, saflufenacil/imazethapyr, diclosulam, paraquat/diuron, paraquat and imazethapyr/flumioxazin, at different combinations, in soybean pre-sowing. Control of Conyza spp., crop injury to soybean plants and variables related to agronomic performance (plant height and yield) were evaluated. All treatments were selective for soybean, which showed stronger crop injury in the presence of diclosulam herbicide, but this did not compromise soybean agronomic performance. In general, control levels were high for the treatments used. Except for paraquat treatments, in the area with the highest frequency of Conyza spp. with indicative of resistant to paraquat, and imazethapyr/flumioxazin treatment in both areas. These control results emphasized the importance of glufosinate in this management system and showed promising results for saflufenacil/imazethapyr.(AU)

A planta daninha Conyza spp. está entre as principais encontradas em todo o mundo. Devido a sua agressividade, como elevada produção e dispersão de sementes e os crescentes relatos de biótipos resistentes ao glyphosate, paraquat e outros herbicidas, faz-se necessário o uso de diferentes ferramentas de manejo. Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar a eficácia de herbicidas com aplicação sequencial de glufosinate em pré-semeadura da soja, no controle de Conyza spp. com indicativo de resistência ao paraquat. O estudo foi realizado em campo nos municípios de Assis Chateaubriand e Palotina, estado do Paraná (PR), Brasil, na safra 2018/19. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados, com quatro repetições. Os tratamentos foram compostos pela aplicação de glyphosate, 2,4-D, saflufenacil, glufosinate, saflufenacil/imazethapyr, diclosulam, paraquat/diuron, paraquat e imazethapyr/flumioxazin, em diferentes combinações em pré-semeadura da soja. Foram avaliados controle de Conyza spp., sintomas de injúria nas plantas de soja e variáveis relacionadas ao desempenho agronômico (altura de plantas e produtividade). Todos os tratamentos mostraram-se seletivos a soja. Visualizou-se maiores sintomas de injúria quando se tinha a presença do herbicida diclosulam, mas não resultou em danos ao desempenho agronômico da soja. De forma geral os níveis de controle foram altos para os tratamentos utilizados, em exceção para os tratamentos com paraquat na área que apresentava maior frequência de Conyza spp. com indicativo de resistência a este herbicida, e para o tratamento com imazethapyr/flumioxazin nas duas áreas. Estes resultados de controle enfatizam a importância do glufosinate neste sistema de manejo e demostram resultados promissores para saflufenacil/imazethapyr.(AU)

Grain yield, efficiency and the allocation of foliar N applied to soybean canopies

Soybean [Glycine max (L.) Merr.] grain yield is closely associated with the level of optimal nitrogen (N) supply, especially during the reproductive stages. Foliar fertilization with low rates of N have been considered as a strategy for furnishing additional N and enhancing grain yields. Field studies using 15N tracer were conducted over two growing seasons to investigate the impact of foliar N fertilization on grain yield, plant N content, the amount of N derived from fertilizer (NDFF) and N recovery efficiency (NRE). Four foliar N rates (0, 1300, 2600 and 3900 g ha−1) were supplied by two equal split applications at the R1 and R3 stages. Foliar N fertilization of soybean canopies did not affect grain yield, grain N content, shoot N content nor plant N content. Total NDFF was increased from 0.7 to 2.0 kg ha−1 across the N rates. Nonetheless, NRE was unaffected by foliar N fertilization, which averaged 53 %. Soybean plants allocated the same amount of N fertilizer to both grains and shoots. No significant effects of low rate foliar N fertilization were registered on soybean grain yield nor plant N content, despite considerable N fertilizer recovery by plant organs.

Grain yield, efficiency and the allocation of foliar N applied to soybean canopies

Soybean [Glycine max (L.) Merr.] grain yield is closely associated with the level of optimal nitrogen (N) supply, especially during the reproductive stages. Foliar fertilization with low rates of N have been considered as a strategy for furnishing additional N and enhancing grain yields. Field studies using 15N tracer were conducted over two growing seasons to investigate the impact of foliar N fertilization on grain yield, plant N content, the amount of N derived from fertilizer (NDFF) and N recovery efficiency (NRE). Four foliar N rates (0, 1300, 2600 and 3900 g ha−1) were supplied by two equal split applications at the R1 and R3 stages. Foliar N fertilization of soybean canopies did not affect grain yield, grain N content, shoot N content nor plant N content. Total NDFF was increased from 0.7 to 2.0 kg ha−1 across the N rates. Nonetheless, NRE was unaffected by foliar N fertilization, which averaged 53 %. Soybean plants allocated the same amount of N fertilizer to both grains and shoots. No significant effects of low rate foliar N fertilization were registered on soybean grain yield nor plant N content, despite considerable N fertilizer recovery by plant organs.(AU)

Energy flows in lowland soybean production system in Brazil / Fluxos de energia em sistema de produção de soja em várzea no Brasil

Soybean is the main product of Brazilian agribusiness, both production and income. Considering the increase in food and energy demand and the search for more sustainable production systems, this study aimed to analyze inputs and energy use of a possible area of expansion of soybean production: a system under sub irrigation management located in a lowland area of Cerrado biome, northern region of Brazil. Its environmental performance was compared to other Brazilian locations among them traditionally soybean producers. The evaluation and comparison was made through material and energy flow tools in order to determine the inputs embodied per area, as well as energy demand, availability and efficiency in the analyzed production system. Energy demand (IE) and energy availability (OE) of the analyzed production system were 7.6 and 57.1 GJ ha-1, respectively. Energy balance (EB) was 49,5 GJ ha-1, energy return over investment (EROI) was 7.5 and embodied energy in grains (EE) was 2,2 MJ kg-1, respectively. Highest energy consumption was due to the use of fertilizers, fuel and herbicide. The system is energy efficient, since it provides more energy than demands, and efficient when compared to usual production systems in other regions, however it is highly dependent on non-renewable energy.

A soja é o principal produto do agronegócio Brasileiro, em volume e geração de renda. Considerando o aumento da demanda por alimentos e energia, bem como a busca por sistemas de produção mais sustentáveis, o presente estudo teve como objetivo analisar o uso de energia oriunda de insumos agrícolas em área de possível expansão de produção de soja: sistema de produção sob subirrigação em área de várzea no Cerrado, região Norte do Brasil. Seu desempenho ambiental foi comparado a outros locais no Brasil, entre os quais regiões tradicionalmente produtores de soja. A avaliação e comparação foram feitas por meio do uso de ferramentas de fluxo de materiais e energia, a fim de determinar a quantidade de insumos utilizados por área, bem como a demanda, disponibilidade e eficiência do uso de energia no sistema de produção avaliado. A demanda (IE) e disponibilidade (OE) de energia foram de 7.6 e 57.1 GJ ha-1, respectivamente. O balanço energético (BE), o retorno de energia sobre o investimento (EROI) e a energia incorporada dos grãos (EE) foram 49.5 GJ ha-1, 7.5 e 2.2 MJ kg-1, respectivamente. O maior consumo de energia foi devido à utilização de fertilizantes, herbicidas e combustível. O sistema analisado é eficiente no uso da energia, uma vez que fornece mais energia do que é demandado, e eficiente quando comparado a sistemas de produção usuais em outras regiões, embora seja altamente dependente de energia de origem não-renovável.

Energy flows in lowland soybean production system in Brazil / Fluxos de energia em sistema de produção de soja em várzea no Brasil

Soybean is the main product of Brazilian agribusiness, both production and income. Considering the increase in food and energy demand and the search for more sustainable production systems, this study aimed to analyze inputs and energy use of a possible area of expansion of soybean production: a system under sub irrigation management located in a lowland area of Cerrado biome, northern region of Brazil. Its environmental performance was compared to other Brazilian locations among them traditionally soybean producers. The evaluation and comparison was made through material and energy flow tools in order to determine the inputs embodied per area, as well as energy demand, availability and efficiency in the analyzed production system. Energy demand (IE) and energy availability (OE) of the analyzed production system were 7.6 and 57.1 GJ ha-1, respectively. Energy balance (EB) was 49,5 GJ ha-1, energy return over investment (EROI) was 7.5 and embodied energy in grains (EE) was 2,2 MJ kg-1, respectively. Highest energy consumption was due to the use of fertilizers, fuel and herbicide. The system is energy efficient, since it provides more energy than demands, and efficient when compared to usual production systems in other regions, however it is highly dependent on non-renewable energy.(AU)

A soja é o principal produto do agronegócio Brasileiro, em volume e geração de renda. Considerando o aumento da demanda por alimentos e energia, bem como a busca por sistemas de produção mais sustentáveis, o presente estudo teve como objetivo analisar o uso de energia oriunda de insumos agrícolas em área de possível expansão de produção de soja: sistema de produção sob subirrigação em área de várzea no Cerrado, região Norte do Brasil. Seu desempenho ambiental foi comparado a outros locais no Brasil, entre os quais regiões tradicionalmente produtores de soja. A avaliação e comparação foram feitas por meio do uso de ferramentas de fluxo de materiais e energia, a fim de determinar a quantidade de insumos utilizados por área, bem como a demanda, disponibilidade e eficiência do uso de energia no sistema de produção avaliado. A demanda (IE) e disponibilidade (OE) de energia foram de 7.6 e 57.1 GJ ha-1, respectivamente. O balanço energético (BE), o retorno de energia sobre o investimento (EROI) e a energia incorporada dos grãos (EE) foram 49.5 GJ ha-1, 7.5 e 2.2 MJ kg-1, respectivamente. O maior consumo de energia foi devido à utilização de fertilizantes, herbicidas e combustível. O sistema analisado é eficiente no uso da energia, uma vez que fornece mais energia do que é demandado, e eficiente quando comparado a sistemas de produção usuais em outras regiões, embora seja altamente dependente de energia de origem não-renovável.(AU)

Variability of soybean germplasm in relation to phosphorus uptake and use efficiency

Plant efficiency for phosphorus uptake and utilization may contribute to improve crop yield potential in situations of low P availability. Twenty nine soybean [Glycine max (L.) Merr.] cultivars were evaluated and classified in relation to the response to phosphorus (P) levels in nutrient solution. P uptake and use efficiency were estimated by the variables: shoot and root dry matter (DM) yield, P-concentrations and contents in plant parts and P-efficiency index (EI). The experiment was conducted in a greenhouse, during 1999, at Campinas, State of São Paulo, Brazil. The experimental design consisted of randomized complete blocks, arranged in split-plots, with three replications. The main plots were the P levels in the nutrient solution (64.5; 129; 258 and 516 mmol L-1), and the subplots were the twenty-nine soybean cultivars, grouped according days to maturity. The plants were harvested at flowering, separated in shoots and roots for dry matter determination and chemical analysis. The analyses of variance indicated differences in plant responses to P-levels and cultivars. Multivariate analysis showed high correlation among the variables shoot-DM, total-DM and shoot P-concentration and P-efficiency index (EI). Cultivars were classified in efficient-responsive (ER)-- 'IAC-1', 'IAC-2', 'IAC-4', 'IAC-5', 'IAC-6', 'IAC-9', 'Sta. Rosa' and 'UFV-1'; efficient-non-responsive (ENR) -- 'IAC-7', 'IAC-11', 'IAC-15', 'S. Carlos' and 'Cristalina'; inefficient-responsive (IR) -- 'IAC-8', 'IAC-10', 'IAC-14', 'Bossier' and 'Foscarin'; and inefficient-non-responsive (INR) -- 'IAC-12', 'IAC-13', 'IAC-16', 'IAC-17', 'IAC-18', 'IAC-19', 'IAC-20', 'IAC-22', 'Paraná', 'IAS-5' and 'BR-4'. The efficient-responsive soybean cultivars showed the highest values for shoot and total DM and EI, and the lowest shoot P-concentrations.

A eficiência da planta na absorção e utilização de fósforo em situação de baixa disponibilidade do nutriente pode contribuir para aumentar o potencial produtivo da cultura. Vinte e nove cultivares de soja [Glycine max (L.) Merr.] foram avaliados e classificados quanto à resposta a concentrações de fósforo (P) em solução nutritiva. Determinaram-se as variáveis relacionadas com a eficiência na absorção e utilização de P: produção de matéria seca (MS) da parte aérea e das raízes, teores de P nas partes das plantas e os índices de eficiência de utilização de P (IE). O experimento foi instalado em casa de vegetação em Campinas, em 1999. Foi utilizado o delineamento em blocos ao acaso, em parcelas subdivididas com três repetições. As parcelas principais constituíram-se das concentrações de P na solução nutritiva (64,5; 129; 258 e 516 mmol L-1) e as subparcelas, dos vinte e nove cultivares de soja, agrupados de acordo com o ciclo. As plantas foram colhidas no florescimento, separadas em parte aérea e raízes para determinação da matéria seca e análise química de nutrientes. A análise de variância indicou diferenças nas respostas das plantas para concentrações de P e cultivares. A análise multivariada mostrou alta correlação entre a MS de parte aérea e MS-total com os teores de P na parte aérea e índices de eficiência de utilização de P (IE). Os cultivares foram classificados em eficientes e responsivos (ER) -- 'IAC-1', 'IAC-2', 'IAC-4', 'IAC-5', 'IAC-6', 'IAC-9', 'Sta. Rosa' e 'UFV-1'; eficientes não responsivos (ENR) -- 'IAC-7', 'IAC-11', 'IAC-15', 'S. Carlos' e 'Cristalina'; ineficientes responsivos (IR) -- 'IAC-8', 'IAC-10', 'IAC-14', 'Bossier' e 'Foscarin'; e ineficientes não responsivos (INR) -- 'IAC-12', 'IAC-13', 'IAC-16', 'IAC-17', 'IAC-18', 'IAC-19', 'IAC-20', 'IAC-22', 'Paraná', 'IAS-5' e 'BR-4'. Os cultivares eficientes e responsivos mostraram os maiores valores para MS de parte aérea, MS total e IE, e os menores teores de P na parte aérea.

Variability of soybean germplasm in relation to phosphorus uptake and use efficiency

Plant efficiency for phosphorus uptake and utilization may contribute to improve crop yield potential in situations of low P availability. Twenty nine soybean [Glycine max (L.) Merr.] cultivars were evaluated and classified in relation to the response to phosphorus (P) levels in nutrient solution. P uptake and use efficiency were estimated by the variables: shoot and root dry matter (DM) yield, P-concentrations and contents in plant parts and P-efficiency index (EI). The experiment was conducted in a greenhouse, during 1999, at Campinas, State of São Paulo, Brazil. The experimental design consisted of randomized complete blocks, arranged in split-plots, with three replications. The main plots were the P levels in the nutrient solution (64.5; 129; 258 and 516 mmol L-1), and the subplots were the twenty-nine soybean cultivars, grouped according days to maturity. The plants were harvested at flowering, separated in shoots and roots for dry matter determination and chemical analysis. The analyses of variance indicated differences in plant responses to P-levels and cultivars. Multivariate analysis showed high correlation among the variables shoot-DM, total-DM and shoot P-concentration and P-efficiency index (EI). Cultivars were classified in efficient-responsive (ER)-- 'IAC-1', 'IAC-2', 'IAC-4', 'IAC-5', 'IAC-6', 'IAC-9', 'Sta. Rosa' and 'UFV-1'; efficient-non-responsive (ENR) -- 'IAC-7', 'IAC-11', 'IAC-15', 'S. Carlos' and 'Cristalina'; inefficient-responsive (IR) -- 'IAC-8', 'IAC-10', 'IAC-14', 'Bossier' and 'Foscarin'; and inefficient-non-responsive (INR) -- 'IAC-12', 'IAC-13', 'IAC-16', 'IAC-17', 'IAC-18', 'IAC-19', 'IAC-20', 'IAC-22', 'Paraná', 'IAS-5' and 'BR-4'. The efficient-responsive soybean cultivars showed the highest values for shoot and total DM and EI, and the lowest shoot P-concentrations.

A eficiência da planta na absorção e utilização de fósforo em situação de baixa disponibilidade do nutriente pode contribuir para aumentar o potencial produtivo da cultura. Vinte e nove cultivares de soja [Glycine max (L.) Merr.] foram avaliados e classificados quanto à resposta a concentrações de fósforo (P) em solução nutritiva. Determinaram-se as variáveis relacionadas com a eficiência na absorção e utilização de P: produção de matéria seca (MS) da parte aérea e das raízes, teores de P nas partes das plantas e os índices de eficiência de utilização de P (IE). O experimento foi instalado em casa de vegetação em Campinas, em 1999. Foi utilizado o delineamento em blocos ao acaso, em parcelas subdivididas com três repetições. As parcelas principais constituíram-se das concentrações de P na solução nutritiva (64,5; 129; 258 e 516 mmol L-1) e as subparcelas, dos vinte e nove cultivares de soja, agrupados de acordo com o ciclo. As plantas foram colhidas no florescimento, separadas em parte aérea e raízes para determinação da matéria seca e análise química de nutrientes. A análise de variância indicou diferenças nas respostas das plantas para concentrações de P e cultivares. A análise multivariada mostrou alta correlação entre a MS de parte aérea e MS-total com os teores de P na parte aérea e índices de eficiência de utilização de P (IE). Os cultivares foram classificados em eficientes e responsivos (ER) -- 'IAC-1', 'IAC-2', 'IAC-4', 'IAC-5', 'IAC-6', 'IAC-9', 'Sta. Rosa' e 'UFV-1'; eficientes não responsivos (ENR) -- 'IAC-7', 'IAC-11', 'IAC-15', 'S. Carlos' e 'Cristalina'; ineficientes responsivos (IR) -- 'IAC-8', 'IAC-10', 'IAC-14', 'Bossier' e 'Foscarin'; e ineficientes não responsivos (INR) -- 'IAC-12', 'IAC-13', 'IAC-16', 'IAC-17', 'IAC-18', 'IAC-19', 'IAC-20', 'IAC-22', 'Paraná', 'IAS-5' e 'BR-4'. Os cultivares eficientes e responsivos mostraram os maiores valores para MS de parte aérea, MS total e IE, e os menores teores de P na parte aérea.