Differential behavior of the summer cover crops in the absorption and translocation of copper / Comportamento diferencial das plantas de cobertura de verão na absorção e translocação do cobre

ABSTRACT: Phytoremediation is an alternative technique used to treat copper-contaminated soils. The objective of this research was to explore the behavior of nine summer cover crops regarding the growth, absorption and translocation of copper in soils with contamination levels exceeding the Value of Prevention, with a view to selecting plants for phytoremediation programs. In the experiments the Cambisol was contaminated with copper, added in doses of 0, 100, 200, 400, 500 and 600mg kg-1, in which the following nine plants were cultivated under greenhouse conditions: Canavalia ensiformis, Cajanus cajan, Dolichos lablad, Mucuna cinereum, Mucuna aterrima, Crotalaria juncea, Crotalaria spectabilis, Pennisetum glaucum and Paspalum notatum. At 90 days after sowing the plants were evaluated for dry mass of shoot and root, Cu, N, P, K, Ca, Zn, and Fe levels in the shoot and Cu in the roots. High soil Cu levels induced a decline in the phosphorus absorption by the plants. Canavalia ensiformis displayed high potential for phytoextraction as these plants could translocate high copper concentrations to the aerial plant parts, while the Mucuna cinereum and M. aterrima are indicated for the copper phytostabilization programs, due to the high copper accumulation in their root systems.

RESUMO: A fitorremediação é uma alternativa para o tratamento de solos contaminados com cobre. O objetivo do trabalho foi conhecer o comportamento de nove plantas de cobertura de verão quanto ao crescimento, absorção e translocação do cobre em solos com contaminação acima dos Valores de Prevenção, com vistas a seleção de plantas para programas de fitorremediação. Um Cambissolo foi contaminado com doses de 0, 100, 200, 400, 500 e 600mg kg-1 de cobre e cultivado em casa de vegetação com nove plantas: Canavalia ensiformis, Cajanus cajan, Dolichos lablad, Mucuna cinereum, Mucuna aterrima, Crotalaria juncea, Crotalaria spectabilis, Pennisetum glaucum e Paspalum notatum. Aos 90 dias após a semeadura as plantas foram avaliadas quanto à produção de massa seca de parte aérea e raízes, teores de Cu, N, P, K, Ca, Zn, e Fe na parte aérea e de Cu nas raízes. As altas concentrações de Cu no solo reduziram a absorção de fósforo pelas plantas. O feijão-de-porco apresenta potencial para a fitoextração, pois apresentou translocação de altas concentrações de cobre para os tecidos aéreos, enquanto que as mucunas preta e cinza são indicadas para programas de fitoestabilização de cobre, pois acumularam elevada concentração de cobre no sistema radicular.

Liming as a means of reducing copper toxicity in black oats / Calagem como forma de redução da toxidez por cobre em aveia preta

ABSTRACT: Soils which are cultivated with grapevines have high available copper (Cu) content, which can be toxic to cover crops cohabiting vineyards, such as black oats. This study aimed to assess the effect of liming in reducing Cu toxicity in black oats grown in sandy soils. Samples of a Typic Hapludalf were collected at 0-20cm, dried and subjected to the addition of Cu (0 to 50Mg kg-1) and limestone (0, 1.5, and 3.0Mg ha-1). The soil was placed in a rhizobox and black oats were grown for 30 days. We assessed root and shoot dry matter production, copper (Cu), calcium (Ca) and magnesium (Mg) contents in the tissues; Cu content in the root symplast and apoplast, as well as Cu, carbon and pH values in the rhizosphere and bulk soil. Liming reduced Cu toxicity in black oats. Cu was preferentially accumulated in the roots, mostly in the apoplast, which may be the result of a plant tolerance mechanism to prevent the transport of Cu to the shoots.

RESUMO: Solos cultivados com videiras possuem alto teor de cobre (Cu) disponível, que pode ser tóxico às plantas de cobertura do solo que coabitam vinhedos, como a aveia preta. O estudo objetivou avaliar o efeito da calagem na redução da toxidez por Cu em plantas de aveia preta cultivadas em solo arenoso. Amostras de um Argissolo Vermelho foram coletadas na camada de 0-20cm, secas e submetidas à adição de duas doses de Cu (0 e 50Mg kg-1) e três de calcário (0, 1,5 e 3,0Mg ha-1). O solo foi acondicionado em rhizobox e submetido ao cultivo de aveia preta durante 30 dias. Avaliaram-se a produção de matéria seca das raízes e da parte aérea, o teor de cobre (Cu), cálcio (Ca) e magnésio (Mg) nos tecidos; o teor de Cu no simplasto e apoplasto das raízes, e os teores de Cu, de carbono e valores de pH no solo rizosférico e não rizosférico. A aplicação de calcário reduziu a toxidez por Cu na aveia preta. O Cu foi preferencialmente acumulado nas raízes, especialmente no apoplasto, o que pode ser resultado de mecanismo de tolerância das plantas para evitar o transporte de parte do elemento para a parte aérea.

Effect of arbuscular mycorrhizal fungi on young vines in copper-contaminated soil

Abstract High copper (Cu) levels in uprooted old vineyard soils may cause toxicity in transplanted young vines, although such toxicity may be reduced by inoculating plants with arbuscular mycorrhizal fungi (AMF). The objective of this study was to evaluate the effects of AMF on the plant growth, chlorophyll contents, mycorrhizal colonization, and Cu and phosphorus (P) absorption in young vines cultivated in a vineyard soil contaminated by Cu. Commercial vineyard soil with high Cu levels was placed in plastic tubes and transplanted with young vines, which were inoculated with six AMF species (Dentiscutata heterogama, Gigaspora gigantea, Acaulospora morrowiae, A. colombiana, Rhizophagus clarus, R. irregularis) and a control treatment on randomized blocks with 12 replicates. After 130 days, the mycorrhizal colonization, root and shoot dry matter (DM), height increment, P and Cu absorption, and chlorophyll contents were evaluated. The height increment, shoot DM and chlorophyll contents were not promoted by AMF, although the root DM was increased by R. clarus and R. irregularis, which had the greatest mycorrhizal colonization and P uptake. AMF increased Cu absorption but decreased its transport to shoots. Thus, AMF species, particularly R. clarus and R. irregularis, contribute to the establishment of young vines exposed to high Cu levels.

Perdas de nitrogênio do solo e resposta do pessegueiro à adição de composto orgânico / Loss of soil nitrogen and peach yield with the addition of organic compost

A aplicação de composto orgânico no solo pode incrementar a produção de pêssego, porém parte do N pode ser perdido por lixiviação e volatilização. O trabalho objetivou avaliar o estado nutricional das plantas, a produção de pêssego, a lixiviação de formas de N no solo e a volatilização de N-NH3 em um pomar de pessegueiro com a adição de composto orgânico produzido a partir de resíduos de agroindústrias de suco, resíduos de abatedouro de aves e serragem. O pomar foi implantado em 2009 e, em julho de 2010, 2011 e 2012, foram aplicados 0, 3, 6, 12 e 24L de composto por m2 e avaliaram-se os teores totais de nutrientes nas folhas e a produção. Em 2012, usando lisímetros instalados a 20 e a 40cm de profundidade, avaliaram-se as formas de N lixiviadas na solução percolada nos tratamentos 0 e 24L de composto. Usando câmeras coletoras, foi avaliada a volatilização de N-NH3 em todos os tratamentos até 478h depois da deposição do composto no solo. A aplicação de composto na superfície do solo incrementou o teor de K e N nas folhas completas, aumentando a produção de frutos. A aplicação de composto no florescimento aumentou a concentração de nitrato na solução do solo, somente na profundidade de 20cm. A emissão de amônia aumentou com o incremento da dose de composto aplicado, especialmente e nos períodos de maior temperatura.

The application of organic compost to the soil can increase the production of peach, although part of the N may be lost by leaching and volatilization. The aim of this study was to evaluate the nutritional status, yield of peaches, leaching of N forms and volatilization of NH3-N in a peach orchard with the addition of compost produced from agroindustrial juice waste, poultry slaughterhouse residues and sawdust. The orchard was established in 2009, and in july 2010, 2011 and 2012 the quantities of 0, 3, 6, 12 and 24L of organic compost per m2 were applied on a peach orchard and the total nutrient content in leaves and production was evaluated. In 2012, using lysimeters installed at 20 and 40cm deep in the soil, it was measured the forms of N in the solution in the treatments of 0 and 24L of compost. The volatilization of NH3-N was assessed in all the treatments up to 478h after compost application on the soil. The application of compost on the soil surface increased the content of K and N in whole leaves, increasing fruit production. The compost application at flowering increased the concentration of nitrate in the soil solution at a depth of only 20cm. The ammonia emission increased especially with the augmenting dose of compost applied, and in periods of higher temperature.

Aplicação de nitrogênio em videiras na Campanha Gaúcha: produtividade e características químicas do mosto da uva / Application of nitrogen in grapevines in the campaign of the Rio Grande do Sul: productivity and chemical characteristics of the grape must

A aplicação de N na videira, em geral, causa grande impacto na produção e nas características químicas da uva e do seu mosto e, conseqüentemente, no vinho. Este trabalho objetivou avaliar o efeito da aplicação de N na produção de uva e nas características químicas desejáveis do mosto. O experimento foi conduzido na safra 2004/05 em vinhedo comercial de viníferas Cabernet Sauvignon, na Empresa Pernod Ricard Brasil/Almadén, em Santana do Livramento, RS, sobre Argissolo Vermelho distrófico arênico. Os tratamentos constaram da aplicação de 0, 15, 30, 45, 60 e 85kg ha-1 de N. Na maturação, a uva foi colhida e avaliada a produção por planta, por hectare, o comprimento e a largura de cachos, e o peso de 100 bagas. Foram coletadas bagas de uva, sendo uma parte amassada e, no mosto, foram determinados os sólidos solúveis totais, o pH, a acidez total, o ácido tartárico, o ácido málico, os polifenóis totais, as antocianas e o N amoniacal. As bagas restantes foram trituradas e analisado o total de N, P, K, Ca e Mg. Os resultados mostraram que a aplicação de N em viníferas Cabernet Sauvignon não afetou a produção de uva e os componentes de rendimento. Além disso, a aplicação de doses crescentes de N em viníferas Cabernet Sauvignon, de forma destacada, aumentou, no mosto, os valores de acidez total e N amoniacal e diminuiu os valores de antocianas e, na baga de uva, aumentou a porcentagem do total de N e K.

The N fertilization in vines, in general, causes great impact in the yield and in chemistries characteristics of the grape and your must, consequently of the wine. The experiment was carried out in 2004/05, to evaluate the effect of the N fertilization in the grape yield and in chemistries characteristics of the must of Cabernet Sauvignon vines, at Sandy Typic Hapludalf soil in Southern Brazil, Santana do Livramento. The treatments were 0, 15, 30, 45, 60 and 85kg ha-1 N. In the maturation, the grape was collection and evaluate yield vine, yield hectare, length and width of bunches, and weight 100 berry. Berries were collected, a part mass the evaluate in the must soluble solids, pH, total acidity, tartaric acid, malic acid, total phenols, anthocyanins and N ammonia. The remaining berries were triturated and evaluate total N, P, K, Ca and Mg. The results showed that the N fertilization did not affect the grape yield and yield components. The application of N rates increased in the must the total acidity and N ammonia, and decreased anthocyanins, and in berry increased the percentage total N and K.