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.

Productivity and nutrient export in a maize and forage grasses intercropping under semiarid conditions / Produtividade e exportação de nutrientes em um consórcio de milho e gramíneas forrageiras nas condições do semiárido

The aim was to evaluate the productive performance and nutrient export of maize intercropped with drought-tolerant forage grasses. The experimental design was a randomized blocks in a 2x2x2+1 factorial scheme (two forage grasses species ­ Massai and Buffel; two forage sowing methods - in the furrow and broadcast; and two forage sowing times - anticipated and simultaneous; and monoculture maize as an additional control), with three replicates. The maize+forage intercropping promoted greater competition for resources, especially water, limiting N uptake, chlorophyll synthesis, and biomass production by maize under semiarid conditions. Early sowing gave forage plants a competitive advantage, favoring forage establishment before or immediately after the sowing of maize. Thus, the simultaneous sowing of forage grasses in a semiarid environment is a more appropriate option considering the importance of high levels of chlorophyll to ensure high photosynthetic activity in maize plants and greater capacity of biomass synthesis. Massai intercropped with maize exhibits a greaterpotential for biomass production than Buffel under semiarid conditions. Maize+Buffel result in highest macronutrient export by maize, while maize+Massai result in highest macronutrient exports by total forage biomass under a semiarid environment. The choice of the forage species and its sowing time in relation to maize are the main determinants of successful intercropping systems under semiarid conditions.(AU)

O objetivo foi avaliar o desempenho produtivo e a exportação de nutrientes do consórcio de milho com gramíneas forrageiras tolerantes ao estresse hídrico. O experimento foi delineado em blocos casualizados em esquema fatorial 2x2x2+1 (duas espécies de gramíneas forrageiras ­ Massai e Buffel; dois métodos de semeadura ­ no sulco e a lanço; e duas épocas de semeadura ­ antecipada e simultânea; e monocultivo de milho como um controle adicional), com três repetições. O consórcio milho+forragem promoveu maior competição por recursos, principalmente água, limitando a absorção de N, síntese de clorofila e produção de biomassa pelo milho para condições semiáridas. A semeadura precoce deu vantagem competitiva às plantas forrageiras, favorecendo seu estabelecimento antes ou imediatamente após a semeadura do milho. Assim, a semeadura simultânea de gramíneas forrageiras em ambiente semiárido é uma opção mais adequada, considerando a importância de garantir altos teores de clorofila e, consequentemente, alta atividade fotossintética nas plantas de milho para garantir a capacidade de síntese de biomassa.Massai consorciado com milho apresenta maior potencial para produção de biomassa do que Buffel em condições semiáridas.Milho+Buffel resulta em maior exportação de macronutrientes pelo milho, enquanto milho+Massai resulta em maior exportação de macronutrientes pela biomassa forrageira total em ambiente semiárido.A escolha da espécie forrageira e sua época de semeadura em relação ao milho são os principais determinantes do sucesso do consórcio no semiárido.(AU)

Growth, yield and nutrients of sweet cassava fertilized with zinc / Crescimento, produtividade e nutrientes da mandioca adubada com zinco

The application of zinc fertilizers in the soil has been an agronomic practice to correct Zn deficiency in plants, aiming to increase productivity and/or nutritional quality. This study evaluated how zinc sulfate fertilization affects plant growth, yield performance and nutrient accumulation in the cassava 'IAC 576-70'. The experimental design was in randomized blocks with eight replications. The treatments consisted of 0, 1.5, 3.0, 4.5 and 6.0 g p1-1 ZnSO4. Results showed improvement in yield with soil fertilization with ZnSO4, with the optimal dose of 2.5 g pl-1. The uptake of nutrients in plant parts is favored with lower doses of zinc fertilizer, with maximum points ranging from 0.8 to 3.2 g pl-1 for macronutrients and 1.6 to 3.6 g pl-1 for micronutrients. The Zn content in tuberous roots increases by more than 40% with fertilization up to 2.8 g pl-1 of fertilizer, which contributes to the nutritional value of roots.

A aplicação de fertilizantes com zinco no solo tem sido uma prática agronômica para corrigir a deficiência de Zn nas plantas, visando aumentar a produtividade e/ou a qualidade nutricional. O objetivo deste estudo foi avaliar como a fertilização com sulfato de zinco afeta o crescimento da planta, o desempenho produtivo e o acúmulo de nutrientes na mandioca 'IAC 576-70'. O delineamento experimental foi em blocos casualizados com oito repetições. Os tratamentos consistiram de 0, 1,5, 3,0, 4,5 e 6,0 g p1-1 ZnSO4. Os resultados mostraram melhoria no rendimento com a fertilização via solo com ZnSO4, com a dose ótima em 2,5 g pl-1. A absorção de nutrientes nas partes da planta é favorecida com menores doses de fertilizante de zinco, com pontos de máximo variando de 0,8 a 3,2 g pl-1 para macro e 1,6 a 3,6 g pl-1 para micronutrientes. O conteúdo de Zn nas raízes tuberosas tem aumento superior a 40% com a fertilização até 2,8 g pl-1 de fertilizante, o que contribui para o valor nutricional da mandioca.

Effect of foliar application of salicylic acid and mycorrhiza on quantitative and qualitative traits of maize / Efeito da aplicação foliar de ácido salicílico e micorrizas em características quantitativas e qualitativas do milho

An experiment was performed to investigate the effect of mycorrhizal symbiosis and foliar application of salicylic acid on quantitative and qualitative traits of maize during 2018 and 2019 in the research farm of Islamic Azad University, Chalous Branch. Split plot in a randomized complete block design with three replications was used. Experimental factors included mycorrhiza species of (G. mosseae), (G. geosporum) and (G. intraradices) at two levels (no consumption and consumption of mycorrhiza) and salicylic acid at two levels (no consumption and consumption of 1 mµ of salicylic acid). Results of interaction effects of mycorrhiza and salicylic acid on the measured traits revealed that the maximum 1000-grain weight, grain yield, biological yield, phosphorus, potassium, nitrogen percentage and yield of maize grain protein were observed in G. mosseae treatment under foliar application of salicylic acid. Foliar application of salicylic acid increases the root length and provides the necessary conditions for increasing water and nutrient uptake alongwith increase in photosynthesis and thus allocates more photosynthetic substance for development of reproductive organs. Hence, it increases maize grain weight and accordingly grain yield. In general, the results revealed that mycorrhiza and foliar application of salicylic acid increase growth indicators, yield and yield components. It also improved the quality traits of the maize plant. Based on results, the interaction effect of G. mosseae treatment and foliar application of salicylic acid yielded better results than other treatments. Mycorrhiza increases the number of grain in the ear, the number of rows in the ear, increases the plant's ability to absorb phosphorus, and the increase of mycorrhiza along with salicylic acid shows the maximum grain yield in maize. Finally, it can be concluded that the use of mycorrhiza and salicylic acid can be effective in increasing grain in the plant.

Um experimento foi realizado para investigar o efeito da simbiose micorrízica e aplicação foliar de ácido salicílico em características quantitativas e qualitativas do milho durante 2018 e 2019 na fazenda de pesquisa da Universidade Islâmica Azad, Chalous Branch. Foi usada uma parcela dividida em um delineamento de blocos casualizados com três repetições. Os fatores experimentais incluíram espécies de micorrizas (G. mosseae, G. geosporum e G. intraradices) em dois níveis (sem consumo e com consumo de micorrizas) e ácido salicílico em dois níveis (sem consumo e com consumo de 1 mµ de ácido salicílico). Os resultados dos efeitos da interação de micorriza e ácido salicílico nas características medidas revelaram que peso máximo de 1.000 grãos, rendimento de grãos, rendimento biológico, fósforo, potássio, porcentagem de nitrogênio e rendimento de proteína de grão de milho foram observados no tratamento G. mosseae sob aplicação foliar de ácido salicílico. A aplicação foliar de ácido salicílico aumenta o comprimento da raiz e fornece as condições necessárias para aumentar a absorção de água e nutrientes juntamente com o aumento da fotossíntese e, assim, aloca mais substância fotossintética para o desenvolvimento dos órgãos reprodutivos. Assim, aumenta o peso do grão de milho e, consequentemente, o rendimento de grãos. Em geral, os resultados revelaram que a micorriza e a aplicação foliar de ácido salicílico aumentam os indicadores de crescimento, rendimento e componentes do rendimento. Também melhoram as características de qualidade da planta de milho. Com base nos resultados, o efeito de interação do tratamento G. mosseae e aplicação foliar de ácido salicílico produziu melhores resultados do que outros tratamentos. A micorriza aumenta o número de grãos na espiga, o número de fileiras na espiga e a capacidade da planta de absorver fósforo, e o aumento da micorriza junto com o ácido salicílico mostra o rendimento máximo de grãos no milho. Por fim, pode-se concluir que o uso de micorriza e ácido salicílico pode ser eficaz no incremento de grãos na planta.

Potassium uptake kinetics in native forage grass species from Pampa Biome / Cinética de absorção de potássio em espécies de gramíneas forrageiras nativas do bioma Pampa

This study quantified K uptake kinetic parameters in grass species Paspalum notatum, Paspalum urvillei and Axonopus affinis to associate them with growth. Ten milliliters (10 ml) of nutrient solution were collected in two-liter pots - with five repetitions in 24 hours - in order to determine K concentrations in the samples. Shoot and root dry matter, root length, volume, diameter and surface area, as well as kinetic parameters associated with nutrient uptake (Vmax, Km, Cmin and I) were determined. Species P. notatum was the one presenting the highest root, shoot and total dry matter production, as well as the highest root volume. P. urvillei recorded the highest K content, which may be associated with thinner roots and greater root surface area. A. affinis recorded the highest Vmax value, which led to greater K uptake efficiency.

O estudo quantificou os parâmetros cinéticos de captação de K nas gramíneas Paspalum notatum, Paspalum urvillei e Axonopus affinis associados com o crescimento. Dez mililitros (10 ml) de solução nutritiva foram coletados em vasos de dois litros - com cinco repetições em 24 horas - para determinação das concentrações de K nas amostras. A matéria seca da parte aérea e raízes; comprimento, volume, diâmetro e área superficial radicular, bem como parâmetros cinéticos associados à absorção de nutrientes (Vmax, Km, Cmin e I) foram avaliados. A espécie P. notatum apresentou a maior produção de raiz, parte aérea e MS total, bem como o maior volume de raiz. P. urvillei apresentou o maior teor de K, que pode ser associado a raízes mais finas e resultando em maior área superficial. A. affinis registrou o maior valor de Vmax, o que levou a uma maior eficiência de absorção de K.

Response of Rhizobacterial strains and organic amendments on chickpea growth / Resposta de cepas de rizobactérias e alterações orgânicas no crescimento do grão-de-bico

Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR) are beneficial bacteria that colonize plant roots and promote plant growth through a variety of mechanisms such as phosphate solubilization, phytohormones production, antifungal activity and also improve plant growth and yield. Field experiment was carried out to investigate the residual effect of organic amendments plus soil microbes along with integrated nutrient management. (PGPR) are important soil organism that promotes plant growth and yield root colonization is an example of a direct and indirect mechanism. The treatments included control, (inorganic fertilizer and no organic fertilization).Five bacterial strains were identified morphologically and biochemically screened from the rhizospheres of chickpea, lentil, barseem, mungbean, and sesame. The experiment was conducted at the Arid Zone Research Center in D.I.Khan (Pakistan). The majority of isolates resulted in significant increase in shoot length, root length, and dry matter production of Cicer arietinum seedlings' shoot and root. The experiment represented that isolates treated plots with rhizobium strain inoculation resulted in greater plant height (35.000 cm) and nodule count (38.00) No of pods per plant-1 (44.66) when compared to the control treatment, While (Mesorhizobium cicero) along with organic amendments showed significant response the greater root length (50 cm) was observed in T4 treatment. The Performance of rhizobial strains on chickpea germination in an arid environment was found to significantly increase crop germination percentage. This combination thus increases nitrogen and phosphorus uptake in inoculation treated plots. The study found that plots with inoculation treatments yielded significantly higher than non-treated plots Treatment with Mesorhizobium Cicero and compost resulted in a higher grain yield (8%) as compared to the control. The greater grain yield was observed in Treatment T4 (183.67).The result showed that use of PGPR have the potential to increase nutrient absorption from soil while improved growth of chickpea.(AU)

As rizobactérias promotoras de crescimento de plantas (PGPR) são bactérias benéficas que colonizam as raízes das plantas e promovem o crescimento das plantas através de uma variedade de mecanismos, como solubilização de fosfato, produção de fito-hormônios, atividade antifúngica e também melhoram o crescimento e o rendimento das plantas. O experimento de campo foi realizado para investigar o efeito residual de corretivos orgânicos mais micróbios do solo, juntamente com o manejo integrado de nutrientes. PGPR são importantes organismos do solo que promovem o crescimento das plantas e produzem a colonização de raízes, que é um exemplo de mecanismo direto e indireto. Os tratamentos incluíram controle (fertilizante inorgânico e sem adubação orgânica). Cinco cepas bacterianas foram identificadas morfologicamente e bioquimicamente selecionadas das rizosferas de grão-de-bico, lentilha, barseem, feijão-mungo e gergelim. O experimento foi conduzido no Arid Zone Research Center em D.I.Khan (Paquistão). A maioria dos isolados resultou em aumento significativo no comprimento da parte aérea, comprimento da raiz e produção de matéria seca da parte aérea e raiz das plântulas de Cicer arietinum. O experimento demonstrou que isolados de parcelas tratadas com inoculação de cepa de rizóbio resultaram em maior altura de planta (35.000 cm) e contagem de nódulos (38,00) n.º de vagens por planta-1 (44,66), quando comparado ao tratamento controle, enquanto (Mesorhizobium cicero), juntamente com as alterações orgânicas, apresentaram resposta significativa quanto maior o comprimento da raiz (50 cm) observado no Tratamento T4. O desempenho de linhagens de rizóbios na germinação do grão-de-bico em ambiente árido aumentou significativamente a porcentagem de germinação da cultura. Esta combinação aumenta assim a absorção de nitrogênio e fósforo nas parcelas tratadas com inoculação. O estudo constatou que as parcelas com tratamentos de inoculação produziram significativamente mais do que as parcelas não tratadas. O tratamento com Mesorhizobium cicero e composto resultou em maior produtividade de grãos (8%) em comparação com o controle. A maior produtividade de grãos foi observada no Tratamento T4 (183,67). O resultado mostrou que o uso de PGPR tem potencial para aumentar a absorção de nutrientes do solo enquanto melhora o crescimento do grão-de-bico.(AU)

Sensitivity of tuberous roots crops to salinity in a protected environment / Sensibilidade de culturas de raízes tuberosas à salinidade em ambiente protegido

Soil salinity has been a limiting barrier for the production of vegetables in protected environments. Thus, the understanding of the sensitivity of species to this stress factor must be explored, seeking better growing conditions.Under the hypothesis that beet and radish crops are sensitive to variations in soil salinity, even at low levels, the objective of this work was to evaluate the development and productivity of these two species in soils with different salinities in a protected environment. The experimental design was completely randomized and treatments were formed by the soil salinity levels, obtained with the application of saline solution (NaCl in water), considering the soil electrical conductivity of 0.36 dS m-1as low salinity, of 1.05 dS m-1as moderate salinity and 2.43 dS m-1as elevated. For all variables analyzed, except for the relative chlorophyll index in beet plants, it was found that the increase in soil salinity resulted in significant development losses of beet and radish plants. Therefore, we concluded that beet and radish crops are sensitive to the variation in soil salinity, even in relatively low concentrations, making these species an unattractive choice for cultivation in systems that present this problem.(AU)

A salinidade dos solos tem sido uma barreira limitadora para a produção de hortaliças em ambientes protegidos. Assim, o entendimento quanto a sensibilidade das espécies a esse fator de estresse deve ser explorado, buscando melhores condições de cultivo. Sob a hipótese de que as culturas de beterraba e rabanete são sensíveis às variações da salinidade do solo, mesmo em níveis baixos, o objetivo deste trabalho foi avaliar o desenvolvimento e a produtividade dessas duas espécies em solos comdiferentes salinidades em ambiente protegido. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado e os tratamentos foram formados pelos níveis de salinidade do solo, obtidos com a aplicação de solução salina (NaCl em água), considerando a condutividade elétrica do solo de 0,36 dS m-1como baixa salinidade, de 1,05 dS m-1como salinidade moderada e 2,43 dS m-1como elevada. Para todas as variáveis analisadas, com exceção do índice relativo de clorofila em plantas de beterraba, verificou-se que o aumento da salinidade do solo resultou em perdas significativas de desenvolvimento de plantas de beterraba e rabanete. Assim, concluímos que as culturas de beterraba e rabanete são sensíveis à variação da salinidade do solo, mesmo em concentrações relativamente baixas, tornando essas espécies uma escolha pouco atrativa para cultivo em sistemas que apresentam este problema.(AU)

Replacing 30 % chemical fertilizer with organic fertilizer increases the fertilizer efficiency, yield and quality of cabbage in intensive open-field production / Substituindo 30% de fertilizante químico por orgânico aumenta a eficiência, o rendimento e a qualidade do repolho na produção intensiva em campo aberto

The combined application of chemical fertilizer and organic fertilizer is an effective way to improve soil fertility, crop yield and quality. In this study, a field experiment was conducted to evaluate the yield, quality and fertilizer use efficiency of cabbage (Brassica oleracea var. capitata L.) grown under different ratios of organic fertilizer replacing chemical fertilizer at a rate of 225 kg N ha-l in 2019 and 2020. The fertilizer treatments included N0 (non nitrogen fertilizer), CK (only compound fertilizer was applied, N:P:K=15.0 %:6.5 %:12.4 %), T1, T2 and T3 (organic fertilizer replaced 15 %, 30 % and 45 % chemical fertilizer, respectively), and T4 (total nutrient input was reduced by 10 % under T2). Results showed that T2 had the highest marketable yield and fertilizer use efficiency, as well as the best quality. The marketable yield, vitamin C content, soluble sugar content, REN (apparent uptake efficiency of fertilizer N) and AEN (agronomic N use efficiency) of T2 increased by 32.2 %, 14,9 %, 5.5 %, 97. % and 55.6 %, respectively, in contrast, the crude fibers decreased by 34.0 %, compared with CK in the two years. In addition, T4 guaranteed the yield and moderately improved the quality of cabbage, compared with CK. Therefore, we can alternatively apply fertilization according to the purpose of capturing the highest yield or properly declining fertilizer to sustain soil texture and productivity.

A aplicação combinada de fertilizante químico e o orgânico é uma forma eficaz de melhorar a fertilidade do solo, o rendimento e a qualidade da colheita. Neste estudo, um experimento de campo foi conduzido para avaliar o rendimento, a qualidade e a eficiência do uso de fertilizantes em repolho (Brassica oleracea var. Capitata L.) cultivado sob diferentes proporções de fertilizante orgânico em substituição ao químico a uma taxa de 225 kg N ha-l em 2019 e 2020. Os tratamentos de fertilizantes incluíram N0 (fertilizante sem nitrogênio), CK (apenas fertilizante composto foi aplicado, N: P: K = 15,0%: 6,5%: 12,4%), T1, T2 e T3 (fertilizante orgânico substituído 15%, 30% e 45% de fertilizante químico, respectivamente) e T4 (a entrada total de nutrientes foi reduzida em 10% em T2). Os resultados mostraram que o T2 apresentou o maior rendimento comercial e eficiência no uso de fertilizantes, bem como a melhor qualidade. O rendimento comercializável, teor de vitamina C, teor de açúcar solúvel, REN (eficiência de absorção aparente de fertilizante N) e AEN (eficiência de uso de N agronômico) de T2 aumentaram 32,2%, 14,9%, 5,5%, 97% e 55,6%, respectivamente, em contraste, as fibras brutas diminuíram 34,0%, em comparação com a CK nos dois anos. Além disso, o T4 garantiu o rendimento e melhorou moderadamente a qualidade do repolho, em comparação com o CK. Portanto, podemos alternativamente aplicar fertilização de acordo com o objetivo de obter o maior rendimento ou fertilizante em declínio adequado para sustentar a textura e a produtividade do solo.

Concentration and moment of niacin application on Urochloa brizantha in relation to nitrogen fertilization / Concentração e momento de aplicação de niacina em Urochloa brizantha em relação à adubação nitrogenada

The present study aimed to evaluate the effect of applying different concentrations of niacin, at different times in relation to nitrogen fertilization, on the characteristics of Urochloa brizantha. The treatments consisted of applying three concentrations of niacin (0, 100, and 200 mg L-1) and three different moments (two days before, together, and two days after nitrogen fertilization). It was found that there was variation in response, mainly concerning the moment of application of the vitamins, in which the joint and subsequent application of fertilization generally exceeded the application performed previously, and of both concentrations used (100 and 200 mg L-1), in relation to the control without vitamin application. In this way, the application of niacin at a concentration of 100 mg L-1, carried out jointly or after nitrogen fertilization, provides better conditions for developing and producing dry matter of Urochloa brizantha due to the presence of nitrogen.

O presente estudo teve como objetivo avaliar o efeito da aplicação de diferentes concentrações de niacina, em momentos distintos em relação à adubação nitrogenada, sobre as características de Urochloa brizantha. Os tratamentos foram compostos pela aplicação de três concentrações de niacina (0, 100 e 200 mg L-1) e três momentos distintos (dois dias antes, juntamente e dois dias após a adubação nitrogenada). Verificou-se que houve variação de resposta, principalmente em relação ao momento de aplicação das vitaminas, em que as aplicações conjunta e posterior à adubação superaram, de maneira geral, a aplicação realizada anteriormente, e de ambas as concentrações utilizadas (100 e 200 mg L-1), em relação ao controle sem vitamina. Desta maneira, a aplicação de niacina em concentração de 100 mg L-1, realizada de maneira conjunta ou posterior à adubação nitrogenada, propicia melhores condições para o desenvolvimento e a produção de matéria seca de Urochloa brizantha, devido à presença do nitrogênio.

Cadmium, silicon and nutrient accumulation by maize plants grown on a contaminated soil amended with a diatomaceous Earth fertilizer / Acúmulo de cádmio, silício e nutrientes por plantas de milho cultivadas em solo contaminado e adubado com fertilizante terra diatomáceas

Given that cadmium (Cd) poses high persistence in the environment and toxicity to humans, strategies to either decrease or avoid Cd entry in the trophic chain are fundamental to secure food safety. Here we assessed the effects of applying rates of Si as a diatomaceous Earth-based fertilizer on the amelioration of Cd toxicity towards maize plants grown on soil with or without pH correction. Besides determining Si and Cd concentrations, we also evaluated plant accumulation of nutrients (N, P, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Cu, and Zn) as a function of Si doses applied to the soil. Results showed that both the Si application and the liming had a positive effect on biomass and nutrient uptake, but the Si effect on plants performance took place irrespectively to the soil pH. Silicon ameliorated Cd phytotoxicity in both limed and unlimed soils by decreasing Cd concentration in shoots and improving biomass yield and plant nutrition. Silicon alleviation of Cd-inhibitory effects on plants was more effective in the unlimed soil owing to the higher Cd availability in acidic soils. Also, taking into account the reduced transfer of Cd to shoots driven by Si, lower Cd accumulation in maize grains is likely, with implications to food safety. So, further studies on field conditions are warranted.(AU)

Considerando que o cádmio (Cd) apresenta alta persistência no ambiente e toxicidade aos seres humanos, estratégias para diminuir ou evitar a entrada de Cd na cadeia trófica são fundamentais para garantir a segurança alimentar. Neste contexto, avaliamos os efeitos de silício (Si) aplicado como fertilizante a base de terra diatomácea na amenização da toxicidade do Cd em milho cultivado em solo contaminado, com e sem correção de pH. Além de determinar as concentrações de Si e Cd, o acúmulo de nutrientes nas plantas (N, P, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Cu e Zn) em função das doses de Si aplicadas ao solo foi avaliado. Os resultados mostraram que tanto a calagem quanto o Si tiveram efeitos positivos na biomassa e na absorção de nutrientes, mas o efeito do Si no desenvolvimento das plantas foi independente da reação do solo. O Si reduziu a fitotoxidade por Cd em ambos os solos, corrigidos e não corrigidos, diminuindo a concentração de Cd na parte aérea. A amenização da toxicidade de Cd foi mais efetiva em solos sem correção, devido à maior disponibilidade de Cd em solos ácidos. Os benefícios da aplicação de Si sobre a produção de biomassa, composição mineral e fitotoxidade do Cd foram observados em plantas cultivadas em solos com e sem correção. Considerando a transferência reduzida de Cd para a parte aérea promovida pelo Si, é provável que ocorra menor acúmulo de Cd nos grãos de milho, com implicações para a segurança alimentar.(AU)

Peach palm plantlet growth in different culture media in a temporary immersion system / Crescimento de mudas de pupunheira em diferentes meios de cultura em um sistema de imersão temporária

Peach palm is a domesticated palm commercially important for the production of fruits and hearts of palm. Somatic embryogenesis, an effective technique for mass propagation, was successfully established for this species. Furthermore, a temporary immersion system improved plant regeneration. However, production can be further improved by understanding the peach palms growth dynamic and modifications of culture media. The aims of this study were to evaluate the growth of plantlets cultured in different culture media in a temporary immersion system and to correlate the results with nutrient uptake during the growth period. Somatic embryo-derived young plantlets approximately 1 cm in length were cultivated for 12 weeks in a twin flask system containing MS, Y3 or N6 salts, Morel and Wetmore vitamins and 3% sucrose, with a monthly medium refreshment. Growth was measured and mineral analysis of the plantlets was carried out after 12 weeks of culture. The Y3 and MS salts were the most appropriate for the plant growth. Number of roots was 52.52% higher and the root size was 40.42% between the N6 and MS medium and the root number in Y3 medium was 37.74% greater than in MS medium, which is important for post acclimatization survival. K and Na are important elements for peach palm. N is not required at such a high concentration as in Murashige and Skoog formulation. The Chu (N6) medium did not generate high quality plantlets, possibly due to the absence of some micronutrients, like Mo, Cu and Co.(AU)

A pupunheira é uma palmeira comercialmente importante para a produção de palmito. A embriogênese somática, técnica efetiva para propagação massal, foi estabelecida com sucesso para essa espécie. Além disso, um sistema de imersão temporária aumentou a regeneração de plantas. Entretanto, a produção pode ser melhorada através da compreensão da dinâmica de crescimento e modificações do meio de cultura. O estudo objetivou avaliar o crescimento de plantas em diferentes meios de cultura em um sistema de imersão temporária e correlacionar os resultados com a absorção de nutrientes durante o período de crescimento. Plantas derivadas de embriões somáticos, com aproximadamente 1 cm de comprimento, foram cultivadas por 12 semanas em um sistema tipo frasco gêmeo contendo sais do MS, Y3 ou N6, vitaminas de Morel e Wetmore e 3% de sacarose, com renovação mensal do meio de cultura. O crescimento e os teores de nutrientes nas plantas foram determinados após 12 semanas de cultivo. Os sais do MS e Y3 foram os mais apropriados para o crescimento vegetal. O número e comprimento de raízes foi 52,52% e 40,42% maior no meio MS do que no meio N6, respectivamente, e o número de raízes no meio Y3 foi 37,74% maior que no meio MS, o que é importante para a sobrevivência após a aclimatização. K e Na foram os nutrientes mais importantes para a pupunheira. O N não foi requerido em altas concentrações como verificado na formulação do meio Murashige e Skoog. O meio de Chu (N6) não gerou plantas de boa qualidade, possivelmente devido à ausência dos micronutrientes Mo, Cu e Co.(AU)

Phosphorus acquisition by wheat from organic and inorganic sources labelled with 32P and 33P radioisotopes

Investment in soil phosphorus (P) capital in the tropics is often constrained by poor availability of mineral fertiliser to small-scale farmers. Consequently, new sustainable agricultural cropping strategies are required to maintain fertility and maximise crop yields. The co-application of Tithonia diversifolia (Tithonia) green manure and mineral fertiliser (KH2PO4) together (integrated nutrient management) in comparison to the addition of one or the other alone has been hypothesized to promote crop P uptake. The aim of this study was to critically evaluate the benefits of integrated nutrient management practices in laboratory experiments. Wheat was grown as a test crop in microcosms to which either 32P-labelled mineral fertiliser or 33P-labelled Tithonia was added either singly or in combination. Exclusion meshes were used to determine the role of arbuscular mycorrhizal (AM) fungi in P uptake from the different P sources. The rate of uptake of both 32P and 33P by mycorrhizas was similar, and the rate of mycorrhizal P capture was comparable to that of roots. Generally, there was little difference in wheat P acquisition under integrated nutrient management treatments in comparison to P acquisition from 32P-mineral fertiliser or the addition of 33P-Tithonia alone. Overall, Tithonia residues were not very effective in supplying P to wheat over a short time evaluation period, suggesting that mineral fertilisers will still be required to satisfy crop demand.

Phosphorus acquisition by wheat from organic and inorganic sources labelled with 32P and 33P radioisotopes

Investment in soil phosphorus (P) capital in the tropics is often constrained by poor availability of mineral fertiliser to small-scale farmers. Consequently, new sustainable agricultural cropping strategies are required to maintain fertility and maximise crop yields. The co-application of Tithonia diversifolia (Tithonia) green manure and mineral fertiliser (KH2PO4) together (integrated nutrient management) in comparison to the addition of one or the other alone has been hypothesized to promote crop P uptake. The aim of this study was to critically evaluate the benefits of integrated nutrient management practices in laboratory experiments. Wheat was grown as a test crop in microcosms to which either 32P-labelled mineral fertiliser or 33P-labelled Tithonia was added either singly or in combination. Exclusion meshes were used to determine the role of arbuscular mycorrhizal (AM) fungi in P uptake from the different P sources. The rate of uptake of both 32P and 33P by mycorrhizas was similar, and the rate of mycorrhizal P capture was comparable to that of roots. Generally, there was little difference in wheat P acquisition under integrated nutrient management treatments in comparison to P acquisition from 32P-mineral fertiliser or the addition of 33P-Tithonia alone. Overall, Tithonia residues were not very effective in supplying P to wheat over a short time evaluation period, suggesting that mineral fertilisers will still be required to satisfy crop demand.(AU)

Cultivation of the seaweed Ulva spp. witheffluent from a shrimp biofloc rearing system: different species and stocking density / Cultivo da macroalga Ulva spp. com efluente de criação de camarão marinho em bioflocos: diferentes espécies e densidade de estocagem

This work evaluated the use of effluent from a marine shrimp biofloc rearing system to cultivate two species of the green seaweed of the genus Ulva. First, the growth of two Ulva species, U. ohnoi and U. fasciata, was evaluated. Second, the best-performing species was cultivated under two different stocking densities (2 g L-1 and 4 g L-1) to evaluate both growth and nutrient uptake rates, considering total ammonia nitrogen, nitrate, and orthophosphate. In both cases, environmental variables were monitored, and the cultivation medium, consisting of 25% biofloc water and 75% seawater, was exchanged weekly. Ulva ohnoi grew significantly better, considering all variables evaluated (p <0.05). The smaller stocking density produced a higher specific growth rate (p <0.05). Yield, however, was unaffected (p ≥0.05). No significant differences in the nutrient uptake rates were observed (p ≥0.05). Overall, this work highlights the importance of species selection for seaweed destined for aquaculture. Additionally, it also optimizes the cultivation of seaweeds, specifically U. ohnoi, using effluent from biofloc systems.

Este trabalho avaliou o uso de água de um cultivo de camarão marinho em bioflocos como fertilizante no cultivo de Ulva. Inicialmente, o crescimento de duas espécies de Ulva, U. ohnoie U. fasciata, foram avaliados. Subsequentemente, a alga com melhor desempenho foi cultivada sob duas densidades de estocagem (2 g L-1 e 4 g L-1), e o crescimento e a absorção de nutrientes (nitrogênio amoniacal total, nitrato e ortofosfato) foram avaliados. Em ambos os casos, variáveis ambientais foram monitoradas e o biofloco na concentração de 25% foi trocado semanalmente. Ulva ohnoi apresentou um crescimento significativamente melhor para todas as variáveis consideradas (p <0,05). A menor densidade de estocagem produziu uma taxa de crescimento específico significativamente maior (p <0,05), embora a produtividade não tenha sido afetada (p ≥0,05). Diferenças significativas na absorção de nutrientes também não foram observadas (p ≥0,05). No geral, este trabalho destaca a importância da seleção de espécies de macroalgas destinadas à aquicultura. Além disso, otimiza a viabilidade de se cultivar macroalgas utilizando água de sistemas de bioflocos.

Cultivation of the seaweed Ulva spp. witheffluent from a shrimp biofloc rearing system: different species and stocking density / Cultivo da macroalga Ulva spp. com efluente de criação de camarão marinho em bioflocos: diferentes espécies e densidade de estocagem

This work evaluated the use of effluent from a marine shrimp biofloc rearing system to cultivate two species of the green seaweed of the genus Ulva. First, the growth of two Ulva species, U. ohnoi and U. fasciata, was evaluated. Second, the best-performing species was cultivated under two different stocking densities (2 g L-1 and 4 g L-1) to evaluate both growth and nutrient uptake rates, considering total ammonia nitrogen, nitrate, and orthophosphate. In both cases, environmental variables were monitored, and the cultivation medium, consisting of 25% biofloc water and 75% seawater, was exchanged weekly. Ulva ohnoi grew significantly better, considering all variables evaluated (p <0.05). The smaller stocking density produced a higher specific growth rate (p <0.05). Yield, however, was unaffected (p ≥0.05). No significant differences in the nutrient uptake rates were observed (p ≥0.05). Overall, this work highlights the importance of species selection for seaweed destined for aquaculture. Additionally, it also optimizes the cultivation of seaweeds, specifically U. ohnoi, using effluent from biofloc systems.(AU)

Este trabalho avaliou o uso de água de um cultivo de camarão marinho em bioflocos como fertilizante no cultivo de Ulva. Inicialmente, o crescimento de duas espécies de Ulva, U. ohnoie U. fasciata, foram avaliados. Subsequentemente, a alga com melhor desempenho foi cultivada sob duas densidades de estocagem (2 g L-1 e 4 g L-1), e o crescimento e a absorção de nutrientes (nitrogênio amoniacal total, nitrato e ortofosfato) foram avaliados. Em ambos os casos, variáveis ambientais foram monitoradas e o biofloco na concentração de 25% foi trocado semanalmente. Ulva ohnoi apresentou um crescimento significativamente melhor para todas as variáveis consideradas (p <0,05). A menor densidade de estocagem produziu uma taxa de crescimento específico significativamente maior (p <0,05), embora a produtividade não tenha sido afetada (p ≥0,05). Diferenças significativas na absorção de nutrientes também não foram observadas (p ≥0,05). No geral, este trabalho destaca a importância da seleção de espécies de macroalgas destinadas à aquicultura. Além disso, otimiza a viabilidade de se cultivar macroalgas utilizando água de sistemas de bioflocos.(AU)

Seasonal performance of aquatic macrophytes in improving physicochemical parameters of swine wastewater / Desempenho sazonal de macrófitas aquáticas na melhoria de parâmetros físico-químicos de efluente de suinocultura

Swine wastewaters (SW) present organic load and nutrient content, what have caused degradation of water quality in many watercourses. Thus, the aquatic macrophytes represent an alternative for the depollution of these wastewaters, due to the high recovery power. The aim of this study was to evaluate the performance of the Eichhornia crassipes (Mart.) Solms, Pistia stratiotes L. and Salvinia auriculata Aubl. in improving the physicochemical targets of SW, as well as to quantify the total ammoniacal nitrogen (NH4+) and total phosphorus (total P) in the plant tissue of the macrophytes and the dry matter biomass (DMB) in two seasons of the year (spring and winter). The experiment was designed in a randomized block design, with 4 treatments (T) with 4 replicates: T1 = Control (without plants); T2 = E. crassipes; T3 = P. stratiotes; and T4 = S. auriculata, submitted to a SW diluted in 50% water. The monitoring is done in tanks during a period of 30 days of each season. Electrical conductivity (EC), dissolved oxygen (DO), turbidity, NH4+ and dissolved phosphorus (P) were analyzed in the SW. In the plants, the contents of NH4+, total P and DMB were determined. It was verified that, in the spring, the plants showed higher production of DMB and a more significant reduction of EC, NH4+ and P, when compared to the plants managed in the SW in the winter. E. crassipes was more efficient at removing P (39%) and total NH4+ (80.2%), and EC reducing (92%) of SW and DMB production in the spring. The results demonstrated that the NH4+ uptake by E. crassipes contributed to a considerable removal of NH4+ and P from SW.(AU)

Os efluentes da suinocultura apresentam elevado teor de carga orgânica e de nutrientes, o que dificulta o seu tratamento. Dessa forma, as macrófitas aquáticas representam uma alternativa para a despoluição desses efluentes, devido ao alto poder de absorção que essas plantas possuem. Neste contexto, o objetivo deste estudo foi avaliar o desempenho das plantas Eichhornia crassipes (Mart.) Solms, Pistia stratiotes L. e Salvinia auriculata Aubl. na melhoria das características físico-químicas de um efluente de suinocultura, bem como quantificar o teor dos elementos nitrogênio amoniacal total (NH4+) e fósforo total (P total) no tecido vegetal das macrófitas e a biomassa de matéria seca (BMS) produzida em duas estações do ano (primavera e inverno). O experimento compreendeu delineamento em blocos casualizados, com 4 tratamentos (T) com 4 repetições, sendo eles: T1 = Testemunha (sem plantas); T2 = E. crassipes; T3 = P. stratiotes; e T4 = S. auriculata, submetidos a efluente de suinocultura diluídos em 50% de água. O cultivo ocorreu em tanques instalados ao ar livre durante 30 dias de cada estação. Foram analisados, nos efluentes, os parâmetros de condutividade elétrica (CE), oxigênio dissolvido (OD), pH, turbidez, NH4+ e fósforo disponível (P). Nas plantas, foram determinados os teores de NH4+, P total e BMS. Foi verificado que, na primavera, as plantas apresentaram maior produção de BMS e redução mais expressiva de CE, NH4+ e P, quando comparadas às plantas manejadas no efluente suíno no inverno. A E. crassipes foi mais eficiente na remoção de P (39%) e NH4+ total (80,2%), e na redução da CE (92%) do efluente suíno e na produção de biomassa seca, na primavera.(AU)

PhenoRoots: an inexpensive non-invasive phenotyping system to assess the variability of the root system architecture

The root system architecture (RSA) of plants and its functioning play a fundamental role in a number of plant growth mechanisms including water and nutrient uptake. Optimization of the RSA is important for stable and increased plant productivity under adverse conditions. Despite its great importance, studying the RSA is notoriously laborious because of the difficulty of accessing the rooting system of plants. We developed a root phenotyping platform, PhenoRoots, which allows for the non-invasive study of plant RSA. The system was built using inexpensive material and was designed to provide medium throughput. Substrate or soil-filled rhizotrons are used to grow plantlets, whose roots are directly visible through a glass plate. An experiment conducted on a panel of twenty Upland cotton (Gossypium hirsutum L.) varieties demonstrated the usefulness of the platform in assessing RSA traits. A number of traits, destructive and non-destructive, related to the RSA were measured and statistically analyzed. The non-destructive traits based on image analysis of roots were more accurate and showed high correlation with the time-consuming destructive measurements. The platform allowed for capturing the phenotypic and genetic variability found in the panel of cotton varieties, and to define three contrasting RSA patterns. PhenoRoots provides an inexpensive alternative to the medium throughput analysis of RSA traits in plants.

PhenoRoots: an inexpensive non-invasive phenotyping system to assess the variability of the root system architecture

The root system architecture (RSA) of plants and its functioning play a fundamental role in a number of plant growth mechanisms including water and nutrient uptake. Optimization of the RSA is important for stable and increased plant productivity under adverse conditions. Despite its great importance, studying the RSA is notoriously laborious because of the difficulty of accessing the rooting system of plants. We developed a root phenotyping platform, PhenoRoots, which allows for the non-invasive study of plant RSA. The system was built using inexpensive material and was designed to provide medium throughput. Substrate or soil-filled rhizotrons are used to grow plantlets, whose roots are directly visible through a glass plate. An experiment conducted on a panel of twenty Upland cotton (Gossypium hirsutum L.) varieties demonstrated the usefulness of the platform in assessing RSA traits. A number of traits, destructive and non-destructive, related to the RSA were measured and statistically analyzed. The non-destructive traits based on image analysis of roots were more accurate and showed high correlation with the time-consuming destructive measurements. The platform allowed for capturing the phenotypic and genetic variability found in the panel of cotton varieties, and to define three contrasting RSA patterns. PhenoRoots provides an inexpensive alternative to the medium throughput analysis of RSA traits in plants.(AU)

Phosphorus requirement and partitioning in oat cultivars / Demanda e partição de fósforo em cultivares de aveia-branca

Maintenance fertilization changes with nutrient requirements and partitioning, but these are not well known for oat cultivars. The aim of this study was to evaluate whether phosphorus (P) requirements and partitioning vary among cultivars of oat (Avena sativa L.). The UPFA ‘Ouro, UPFPS ‘Farroupilha, IPR ‘Afrodite, URS ‘FAPA Slava, ‘Barbarasul, ‘FAEM 007, URS ‘Taura, and ‘URS 21 were cultivated in a Latosol with high P content in a greenhouse in 2015. Plants were sampled at physiological maturity and divided into roots, stem, leaves, and grain tissues. Phosphorus content and the dry matter weight of these parts were evaluated and the uptake amount and partitioning of P were estimated. The values of these variables differed across cultivars, except the P content in the grain (‘average, 4.0g P kg-1). ‘Afrodite and ‘FAPA Slava have lower requirements and partitioning of P in the grain, but these did not vary among the other cultivars. Requirements and partitioning of P in stem and leaves increased in the following order: ‘Ouro and ‘Farroupilha<‘Taura and ‘FAPA Slava<‘URS 21<‘Afrodite, ‘Barbarasul and ‘FAEM 007. Requirement and partitioning of P in roots, stem, leaves, and grain differs across cultivars, which indicates that this factor, besides how the oat is used (such as for grain, pasture, silage, cover crop), can be used to improve maintenance fertilization.(AU)

A adubação de reposição varia com a demanda e a partição de nutrientes, mas isso é pouco conhecido em relação as cultivares de aveia. O estudo objetivou avaliar se a demanda e a partição de fósforo (P) diferem entre cultivares de aveia-branca. As cultivares ‘UPFA ‘Ouro, ‘UPFPS Farroupilha, ‘IPR Afrodite, ‘URS 21, ‘URS FAPA Slava, ‘Barbarasul, ‘FAEM 007, ‘URS Taura e ‘URS 21 foram cultivadas em um Latossolo com teor alto de P, em estufa agrícola, no ano de 2015. Na maturação fisiológica, as plantas foram fracionadas em raízes, colmo, folhas e grão e o teor de P e a massa seca desses órgãos foram avaliados, estimando-se a quantidade e a partição desse nutriente. O valor dessas variáveis diferiu entre cultivares, exceto o teor de P do grão (média 4,0g P kg-1). Nessa parte da planta, a demanda e a partição desse nutriente foi menor na ‘Afrodite e na ‘FAPA Slava, não diferindo entre as demais cultivares. Na parte vegetativa (colmo + folhas), o valor dessas variáveis aumentou na seguinte ordem: ‘Ouro e ‘Farroupilha<‘Taura e ‘FAPA Slava<‘URS 21<‘Afrodite, ‘Barbarasul e ‘FAEM 007. A demanda e a partição de P em raízes, colmo, folhas e grão variam com a cultivar, indicando que esse fator, além da finalidade de uso da aveia-branca (grão, pastejo, silagem, cobertura do solo, etc) podem ser utilizados para melhorar a adubação de reposição.(AU)

Seasonal performance of aquatic macrophytes in improving physicochemical parameters of swine wastewater

Abstract Swine wastewaters (SW) present organic load and nutrient content, what have caused degradation of water quality in many watercourses. Thus, the aquatic macrophytes represent an alternative for the depollution of these wastewaters, due to the high recovery power. The aim of this study was to evaluate the performance of the Eichhornia crassipes (Mart.) Solms, Pistia stratiotes L. and Salvinia auriculata Aubl. in improving the physicochemical targets of SW, as well as to quantify the total ammoniacal nitrogen (NH4+) and total phosphorus (total P) in the plant tissue of the macrophytes and the dry matter biomass (DMB) in two seasons of the year (spring and winter). The experiment was designed in a randomized block design, with 4 treatments (T) with 4 replicates: T1 = Control (without plants); T2 = E. crassipes; T3 = P. stratiotes; and T4 = S. auriculata, submitted to a SW diluted in 50% water. The monitoring is done in tanks during a period of 30 days of each season. Electrical conductivity (EC), dissolved oxygen (DO), turbidity, NH4+ and dissolved phosphorus (P) were analyzed in the SW. In the plants, the contents of NH4+, total P and DMB were determined. It was verified that, in the spring, the plants showed higher production of DMB and a more significant reduction of EC, NH4+ and P, when compared to the plants managed in the SW in the winter. E. crassipes was more efficient at removing P (39%) and total NH4+ (80.2%), and EC reducing (92%) of SW and DMB production in the spring. The results demonstrated that the NH4+ uptake by E. crassipes contributed to a considerable removal of NH4+ and P from SW.

Resumo Os efluentes da suinocultura apresentam elevado teor de carga orgânica e de nutrientes, o que dificulta o seu tratamento. Dessa forma, as macrófitas aquáticas representam uma alternativa para a despoluição desses efluentes, devido ao alto poder de absorção que essas plantas possuem. Neste contexto, o objetivo deste estudo foi avaliar o desempenho das plantas Eichhornia crassipes (Mart.) Solms, Pistia stratiotes L. e Salvinia auriculata Aubl. na melhoria das características físico-químicas de um efluente de suinocultura, bem como quantificar o teor dos elementos nitrogênio amoniacal total (NH4+) e fósforo total (P total) no tecido vegetal das macrófitas e a biomassa de matéria seca (BMS) produzida em duas estações do ano (primavera e inverno). O experimento compreendeu delineamento em blocos casualizados, com 4 tratamentos (T) com 4 repetições, sendo eles: T1 = Testemunha (sem plantas); T2 = E. crassipes; T3 = P. stratiotes; e T4 = S. auriculata, submetidos a efluente de suinocultura diluídos em 50% de água. O cultivo ocorreu em tanques instalados ao ar livre durante 30 dias de cada estação. Foram analisados, nos efluentes, os parâmetros de condutividade elétrica (CE), oxigênio dissolvido (OD), pH, turbidez, NH4+ e fósforo disponível (P). Nas plantas, foram determinados os teores de NH4+, P total e BMS. Foi verificado que, na primavera, as plantas apresentaram maior produção de BMS e redução mais expressiva de CE, NH4+ e P, quando comparadas às plantas manejadas no efluente suíno no inverno. A E. crassipes foi mais eficiente na remoção de P (39%) e NH4+ total (80,2%), e na redução da CE (92%) do efluente suíno e na produção de biomassa seca, na primavera.