Iceberg lettuce cultivated in different systems of planting and sources of fertilizer / Alface americana cultivada em diferentes sistemas de plantio e fontes de fertilizantes

Organic fertilization is a cheaper and highly effective option for profitability and consequent improvement of the soil's physical, chemical, and biological structure. Thus, the objective of this work was to evaluate different types of fertilization: organic (poultry shed litter), mineral, and leaf path on yield parameters of lettuce grown in various types of planting. The treatments consisted of using two planting systems (P1 - Line and P2 - quincunxes) and mineral and organic fertilizers (A1 - mineral fertilization; A2 - mineral fertilization + leaf fertilization; A3 - organic fertilization with poultry shed litter and A4 - fertilization organic + mineral). The experimental units consisted of 36 and 52 plants, respectively, for treatments P1 and P2, and all central plants of the experimental unit were evaluated. Heart height, fresh mass, and leaf number were observed. The mineral and mineral + leaf treatments did not differentiate, either in line or in quincunxes. The treatment that stood out about the analyzed variables was the organic fertilization and quincunxes planting system, reflecting a more significant number of lettuce plants and better use of the area.

A adubação orgânica é uma opção mais barata e de grande eficácia em relação à rentabilidade e consequente melhoria da estrutura física, química e biológica do solo. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar diferentes tipos de adubação: orgânica (cama de frango), mineral e via foliar sobre parâmetros de produtividade de alface cultivada em diferentes tipos de plantio. Os tratamentos consistiram na utilização de dois sistemas de plantio (P1 - Linha e P2 - Quincôncio) e adubações minerais e orgânicas (A1 - adubação mineral; A2 - adubação mineral + adubação foliar; A3 - adubação orgânica com cama de aviário e A4 - adubação orgânica + mineral). As unidades experimentais foram compostas por 36 e 52 plantas, respectivamente, para os tratamentos em linha e em quincôncio, sendo avaliadas todas as plantas centrais da unidade experimental. Foram observados a altura do coração, massa fresca e número de folhas. Os tratamentos mineral e mineral + foliar não diferenciaram entre si, tanto em linha quanto em quincôncio. O tratamento que se destacou em relação às variáveis analisadas foi aquele baseado na adubação orgânica e sistema de plantio em quincôncio, refletindo em maior número de pés de alface e melhor aproveitamento da área.

Phytotoxicity of plant extracts of Vismia japurensis cultivated in vivo and in vitro / Fitotoxicidade de extratos de plantas de Vismia japurensis cultivadas in vivo e in vitro

Plants that produce secondary metabolites with allelopathic activity or phytotoxicity can be biotechnologically important, serving as sources of allelochemicals, and thus contributing to the agroindustrial sector. Vismia japurensis (Hypericaceae) is an Amazonian species that grows in clumps called vismiais, from which most other plants are absent. Accordingly, the objective of this study was to identify possible phytotoxicity effects of hexane and methanol extracts of Vismia japurensis leaves and branches in vivo and from seedlings grown in vitro on Lactuca sativa. In addition, fresh and dry leaves were assayed by the sandwich method in order to determine their ability to release allelochemicals. The hexanic extract from in vitro seedlings reduced germination by 10%, while the methanol extract produced a 16% reduction in germination speed. Root growth of Lactuca sativa was inhibited by 64.7% when subjected to hexane leaf extract, by 39.3% under the influence of hexane branch extract, and by 96.09% for in vitro seedling hexanic extract. When analysed by thin layer chromatography and 1H nuclear magnetic resonance, extracts showed evidence of terpenes, anthraquinones and flavonoids, with greater intensity of signals in the aromatic region of in vitro seedling hexanic extract. Clearly, Vismia japurensis has a high biotechnological potential in terms of the production of substances of low polarity with capacity to interfere in plant development.

Plantas que produzem metabólitos secundários com atividade alelopática ou fitotóxica podem ser biotecnologicamente importantes, servindo como fontes de aleloquímicos e, assim, contribuindo para o setor agroindustrial. Vismia japurensis (Hypericaceae) é uma espécie amazônica que cresce em grupos, formando vismiais. Assim, o objetivo deste estudo foi identificar possíveis efeitos fitotóxicos de extratos hexânicos e metanólicos de folhas e ramos de Vismia japurensis in vivo e de plântulas cultivadas in vitro sobre Lactuca sativa. Além disso, folhas frescas e secas foram analisadas pelo método sanduíche, a fim de determinar sua capacidade de liberação de aleloquímicos. O extrato hexânico de plântulas in vitro reduziu a germinação em 10% e o extrato metanólico promoveu uma redução de 16% na velocidade de germinação. O crescimento radicular de Lactuca sativa foi inibido em 64,7% quando submetido ao extrato hexânico das folhas, em 39,3% sob influência do extrato hexânico dos galhos e em 96,09% para o extrato de hexânico das plântulas in vitro. Quando analisados por cromatografia em camada delgada e ressonância magnética nuclear de 1H, os extratos mostraram evidências de terpenos, antraquinonas e flavonoides, com maior intensidade de sinais na região aromática do extrato hexânico das plântulas in vitro. Assim, Vismia japurensis possui elevado potencial biotecnológico em termos de produção de substâncias de baixa polaridade com capacidade de interferência no desenvolvimento de plantas.

Degradation of textile dyes by cyanobacteria

Abstract Dyes are recalcitrant compounds that resist conventional biological treatments. The degradation of three textile dyes (Indigo, RBBR and Sulphur Black), and the dye-containing liquid effluent and solid waste from the Municipal Treatment Station, Americana, São Paulo, Brazil, by the cyanobacteria Anabaena flos-aquae UTCC64, Phormidium autumnale UTEX1580 and Synechococcus sp. PCC7942 was evaluated. The dye degradation efficiency of the cyanobacteria was compared with anaerobic and anaerobic-aerobic systems in terms of discolouration and toxicity evaluations. The discoloration was evaluated by absorption spectroscopy. Toxicity was measured using the organisms Hydra attenuata, the alga Selenastrum capricornutum and lettuce seeds. The three cyanobacteria showed the potential to remediate textile effluent by removing the colour and reducing the toxicity. However, the growth of cyanobacteria on sludge was slow and discoloration was not efficient. The cyanobacteria P. autumnale UTEX1580 was the only strain that completely degraded the indigo dye. An evaluation of the mutagenicity potential was performed by use of the micronucleus assay using Allium sp. No mutagenicity was observed after the treatment. Two metabolites were produced during the degradation, anthranilic acid and isatin, but toxicity did not increase after the treatment. The cyanobacteria showed the ability to degrade the dyes present in a textile effluent; therefore, they can be used in a tertiary treatment of effluents with recalcitrant compounds.

Sensitivity of salad greens (Lactuca sativa L. and Eruca sativa Mill.) exposed to crude extracts of toxic and non-toxic cyanobacteria / Sensibilidade de hortaliças (Lactuca sativa L. e Eruca sativa Mill.) à exposição de extratos brutos de cianobactéria tóxica e não tóxica

We evaluated the effect of crude extracts of the microcystin-producing (MC+) cyanobacteria Microcystis aeruginosa on seed germination and initial development of lettuce and arugula, at concentrations between 0.5 μg.L–1 and 100 μg.L–1 of MC-LR equivalent, and compared it to crude extracts of the same species without the toxin (MC–). Crude extracts of the cyanobacteria with MC (+) and without MC (–) caused different effects on seed germination and initial development of the salad green seedlings, lettuce being more sensitive to both extracts when compared to arugula. Crude extracts of M. aeruginosa (MC+) caused more evident effects on seed germination and initial development of both species of salad greens than MC–. Concentrations of 75 μg.L–1 and 100 μg.L–1 of MC–LR equivalent induced a greater occurrence of abnormal seedlings in lettuce, due to necrosis of the radicle and shortening of this organ in normal seedlings, as well as the reduction in total chlorophyll content and increase in the activity of the antioxidant enzyme peroxidase (POD). The MC– extract caused no harmful effects to seed germination and initial development of seedlings of arugula. However, in lettuce, it caused elevation of POD enzyme activity, decrease in seed germination at concentrations of 75 μg.L–1 (MC-75) and 100 μg.L–1 (MC-100), and shortening of the radicle length, suggesting that other compounds present in the cyanobacteria extracts contributed to this result. Crude extracts of M. aeruginosa (MC–) may contain other compounds, besides the cyanotoxins, capable of causing inhibitory or stimulatory effects on seed germination and initial development of salad green seedlings. Arugula was more sensitive to the crude extracts of M. aeruginosa (MC+) and (MC–) and to other possible compounds produced by the cyanobacteria.

Analisamos os efeitos de extratos brutos da cianobactéria M. aeruginosa, produtora de microcistinas (MC+), na germinação de sementes e no desenvolvimento de plântulas de alface e rúcula, em concentrações de 0,5 a 100 μg.L–1de MC–LR equivalente e comparamos com extrato brutos da mesma espécie sem a toxina (MC–). Extratos brutos de cianobactérias com MC (+) e sem MC (–) causaram efeitos diferentes na germinação de sementes e desenvolvimento de plântulas de hortaliças, sendo que a alface apresentou maior sensibilidade a ambos os extratos comparando-se com a rúcula. Extratos brutos de M. aeruginosa (MC+) causaram efeitos mais evidentes sobre a germinação de sementes e desenvolvimento de plântulas de hortaliças do que os (MC–). Concentrações de 75 e 100 μg.L–1 de MC–LR equivalente induziram maior ocorrência de plântulas anormais na alface devido ao aparecimento de necrose na radícula e seu encurtamento nas plântulas normais, bem como a redução no teor de clorofila total e aumento na atividade da enzima antioxidante peroxidase (POD). O extrato (MC–) não provocou efeitos inibitórios na germinação de sementes e desenvolvimento de plântulas para a rúcula, no entanto, provocou elevação da atividade da enzima POD, redução na germinação de sementes nas concentrações de 75 e 100 μg.L–1, e no comprimento da radícula na alface, sugerindo a ação de outros compostos presentes nos extratos da cianobactéria. Extratos brutos de M. aeruginosa (MC–) podem conter outros compostos além de cianotoxinas capazes de provocar efeitos inibitórios ou estimulatórios na germinação de sementes e no desenvolvimento de plântulas de hortaliças. A rúcula apresentou menor sensibilidade aos extratos brutos de M. aeruginosa (MC+) e (MC–) e outros possíveis compostos produzidos por estas cianobactérias.

Evaluation of phytotoxicity of municipal landfill leachate before and after biological treatment / Avaliação da fitotoxicidade de chorume de aterro sanitário antes e após tratamento biológico

In the present study, leachate toxicity of a municipal solid waste landfill located in the Sinos River Valley region (southern Brazil) was evaluated using plant bioassays. Leachate toxicity was assessed by analysis of seed germination and root elongation of lettuce (Lactuca sativa L.) and rocket plant (Eruca sativa Mill.) and root elongation of onions (Allium cepa L.). Bioassays were performed by exposing the seeds of L. sativa and E. sativa and the roots of A. cepa to raw leachate, treated leachate (biological treatment) and negative control (tap water). The levels of metals detected in both samples of leachate were low, and raw leachate showed high values for ammoniacal nitrogen and total Kjeldahl nitrogen. There is a reduction in the values of several physicochemical parameters, which demonstrates the efficiency of the treatment. Both L. sativa and A. cepashowed a phytotoxic response to landfill leachate, showing reduced root elongation. However, the responses of these two plant species were different. Root elongation was significantly lower in A. cepa exposed to treated leachate, when compared to negative control, but did not show any difference when compared to raw leachate. In L. sativa, seeds exposed to the raw leachate showed significant reduction in root elongation, when compared to treated leachate and negative control. Seed germination showed no difference across the treatments. The results of the study show that plant species respond differently and that municipal solid waste landfill leachate show phytotoxicity, even after biological treatment.

No presente trabalho, a toxicidade do lixiviado (chorume) de um aterro sanitário municipal, localizado na região do Vale do Rio dos Sinos, foi avaliada utilizando bioensaios em plantas. A toxicidade do chorume foi analisada pelo teste de germinação e crescimento radicular de alface (Lactuca sativa L.) e rúcula (Eruca sativa Mill.) e pelo teste de crescimento radicular em cebola (Allium cepa L.). Os bioensaios foram realizados com a exposição de sementes de L. sativa e E. sativa e raízes de A. cepa a amostras de chorume bruto, tratado por processo biológico e controle negativo (água de abastecimento público). Os níveis de metais detectados nas amostras de chorume foram baixos, e o chorume bruto apresentou valores elevados de nitrogênio amoniacal e nitrogênio Kjeldahl total. Ocorreu redução nos valores de vários parâmetros físico-químicos, demonstrando a eficiência do tratamento biológico. Os resultados indicam fitotoxicidade do chorume em L. sativa e A. cepa, evidenciada pela redução do crescimento radicular. Entretanto, as respostas destas duas espécies diferiram. O crescimento radicular foi significativamente inferior em A. cepa exposta ao chorume tratado quando comparado ao controle negativo, mas não apresentou diferença quando comparado ao chorume bruto. Em L. sativa, a exposição das sementes ao chorume bruto causou redução no crescimento radicular quando comparado com o chorume tratado e controle negativo. Não foram observadas diferenças entre os tratamentos para o parâmetro germinação de sementes. Os resultados deste trabalho indicam que as espécies de plantas estudadas são diferentes em suas respostas e que o chorume apresenta toxicidade, mesmo após o tratamento biológico.

Selection of phytotoxin producing rhizobacteria

In order to select phytotoxin producing rhizobacteria to control weed plants, twenty five bacterial strains previously isolated from the rhizospheres of various plants were grown in a liquid medium and, after cell removal by centrifugation, the liquid phases were freeze-dried and the products were extracted with ethyl acetate/methanol. The extracts were concentrated to dryness under vacuum and dissolved in water and sucrose solution to be submitted to in vitro assays of lettuce (Lactuca sativa L.) seed germination and wheat (Triticum aestivum L.) coleoptile growth. Although most samples affected coleoptile growth, only those from four strains reduced lettuce seed germination. Two strains of Bacillus cereus, one strain of B. pumilus and one of Stenotrophoonas altophilia were the most promising microorganisms for producing phytotoxin and, consequently, for the development of new weed control products.

Com o objetivo de selecionar rizobactérias produtoras de fitotoxinas para uso no controle de plantas daninhas, vinte e cinco isolados bacterianos previamente obtidos das rizosferas de diferentes plantas foram cultivados em meio líquido e, após remoção das células por centrifugação, as fases líquidas foram liofilizadas e os resíduos obtidos foram submetidos à extração com acetato de etila/metanol. Os extratos foram concentrados sob vácuo até secura e dissolvidos em água e solução de sacarose para serem submetidos a testes in vitro de germinação de sementes de alface (Lactuca sativa L.) e de crescimento de coleóptilos de trigo (Triticum aestivum L.). Embora a maior parte das amostras tenha desfavorecido o crescimento dos coleóptilos de trigo, somente as provenientes de quatro isolados reduziram a germinação das sementes de alface. Dois isolados de Bacillus cereus, um isolado de B. pumilus e um de Stenotrophomonas maltophilia foram os microrganismos mais promissores para a produção de fitotoxinas, com possibilidade de uso no desenvolvimento de novos produtos para o controle de plantas daninhas.

Cytogenotoxicity of Cymbopogon citratus (DC) Stapf (lemon grass) aqueous extracts in vegetal test systems

The lemon grass, Cymbopogon citratus (DC) Stapf, is an important species of Poaceae family commonly used in the folk medicine in many countries. The aim of this study was to investigate the cytotoxic and genotoxic effects of aqueous extracts from C. citratus leaves on Lactuca sativa (lettuce) root tip meristem cells by cytogenetic studies that have never been done before for lemon grass extracts. For this, lettuce seeds were treated for 72h with different concentrations of lemon grass aqueous extracts (5; 10; 20 and 30 mg/mL). The percentage of germination, root development and cellular behavior were analyzed, and the results showed that the highest concentration of aqueous extracts reduced the mitotic index, the seed germination and the root development of lettuce. The extracts have also induced chromosome aberrations and cellular death in the roots cells of L. sativa.

O capim-limão, Cymbopogon citratus (DC) Stapf, é uma importante espécie da família Poaceae com uma comum utilização na medicina popular em vários países. O objetivo deste estudo foi investigar os efeitos citotóxicos e genotóxicos do extrato aquoso das folhas de C. citratus em células meristemáticas de Lactuca sativa (alface) por meio de estudos citogenéticos, uma vez que estudos desta natureza não existem para extratos aquosos de capim-limão. Para isso, sementes de alface foram tratadas por 72h com diferentes concentrações de extratos aquosos feitos das folhas de capim-limão (5, 10, 20 e 30 mg/mL). O percentual de germinação, desenvolvimento radicular e o comportamento celular foram avaliados e os resultados mostraram que as concentrações mais elevadas dos extratos aquosos reduziram o índice mitótico, o percentual de germinação das sementes e desenvolvimento radicular da alface. Os extratos também induziram aberrações cromossômicas e morte celular nas células das raízes de L. sativa.