The effect of aluminum treatment on metabolism in oil palm seedlings

Due to rainfall and high temperatures, the Amazonian soil undergoes changes in its source material and leaching of base cations. This results in deep, infertile, and acidic soil. Aluminum present in acidic soil impairs plant growth and development by inhibiting root formation, enzymatic reactions, absorption, transport, and nutrient utilization. This study aimed to evaluate the effects of aluminum dosage on the metabolism of the oil palm Elaeis guineensis Jacq. The study was conducted in a greenhouse at the Federal Rural University of Amazonia. The experimental design was randomized, with five replications, in which dosages of 0, 10, 20, 30, and 40 mg L-1 aluminum chloride (AlCl3.6H2O) were administered. Electrolyte leakage, nitrate, nitrate reductase, free ammonium, soluble amino acids, proline content, and soluble proteins were analyzed in the leaves and roots of the oil palm. The highest concentration of aluminum was found in the roots. AlCl3 treatment at 40 mg L-1 increased electrolyte leakage, nitrate, ammonium, and proline concentrations in the roots, and amino acid concentrations in both the leaves and roots. Furthermore, a decrease in nitrate reductase enzyme activity was observed in the roots. This study demonstrates that the oil palm has mechanisms of tolerance to aluminum toxicity.

Optimization of soybean yield in ultisols through adaptive varieties screening and plant growth promoting Rhizobacter

This research was aimed at obtaining varieties of soybean adaptive to acid soils and to obtain Plant Growth-Promoting Rhizobacteria (PGPR) isolates that can improve the agronomic characteristics of soybean and increase the ultisols fertility. This research was conducted in two-stages research on Sampali Village, Percut Sei Tuan sub-District, Deli Serdang District, North Sumatra Province, Indonesia from August 2019 until March 2020. The first stage (adaptive varieties screening) using the non-factorial Randomized Block Design (RBD) with the varieties of Argomulyo, Wilis, Kaba, Dena-1, Devon-1, Dega-1, Demas-1, Burangrang, Detam-1, and Kipas Merah. The second stage (application of PGPR isolates singly and in combinations) using the factorial RBD, the first factor of applicative single and the combination of PGPR isolates, the second factor of adaptive varieties including Detam-1 and Wilis. Data were analyzed with ANOVA and followed by DMRT at P<0.05. The results showed that the Detam-1 and Wilis varieties had significantly higher yield per plant of 14.73 g and 14.54 g, respectively, than other varieties. The applications of a single and combination of PGPR isolates significantly increased the number of branches, stem diameter, plant height, yield per plant, soil pH, organic-C, available-P, and total-N and decreased the soil C/N. The Detam-1 variety had the higher in yield per plant compared to Wilis variety. The isolates combination of Rhizobium leguminosarum+Rhizobium sp2+Bacillus sp+Burkholderia sp for Detam-1 and Wilis varieties can be recommended to support the growth and yield of soybean on ultisols.

Wheat growth and nutrient uptake after phosphorus and potassium applications in saline-sodic field of semi-arid region / Crescimento do trigo e absorção de nutrientes após aplicações de fósforo e potássio em campo salino-sódico do semi-árido

Nutrient deficiency is a limiting factor in saline-sodic soils resulting in low crop production. The study investigated wheat response to P and K added to soils. The K was applied at 0 (K0), 75 (K1), 150 (K2) kg K2O ha-1 as K2S04 and at (0 (P0), 60 (P1), 120 (P2) kg P2O5 ha-1 as (NH4)2HPO4 in three replications under two-factorial randomized complete block (RCB) design. Both treatments significantly enhanced wheat grain (118%) and dry matter yield (60%) at P2K2 compared to control. The P treatments significantly affected leaf P, Mg, SO4, Ca:P, SO4:P ratios and soil P, Ca:P, Cl:P and SO4:P ratios, while K on leaf K, Na, Ca, SO4 concentration, K:Na, K:Ca, SO4:P,Ca:P ratios and soil pH, Na, K, Ca, SO4 concentrations, SAR, Na:K, Ca:K and Na:Ca ratios. Leaf Na was decreased to 85.3 mmol (+) kg-1 at K2 compared to 105.3 mmol (+) kg-1at P2K0. Negative correlation (R2=0.906) of leaf K:Na was found with leaf Na concentration. The correlation of dry matter was higher (R2=0.851) with leaf K:Na ratio than grain yield (R2=0.392). It is concluded that the addition of K and P addition shows beneficial effects in improving crop nutrition and wheat yield in the saline-sodic soil environment.

A deficiência de nutrientes é um fator limitante em solos salino-sódicos, resultando em baixa produção agrícola. O estudo investigou a resposta do trigo ao P e K adicionados ao solo. O K foi aplicado em 0 (K0), 75 (K1), 150 (K2) kg K2O ha-1 como K2S04 e em (0 (P0), 60 (P1), 120 (P2) kg P2O5 ha-1 como (NH4)2HPO4 em três repetições sob delineamento de blocos completos casualizados (RCB) de dois fatores. Ambos os tratamentos aumentaram significativamente o rendimento de grãos de trigo (118%) e de matéria seca (60%) em P2K2 em comparação com o controle. Os tratamentos com P afetaram significativamente o P foliar, Mg, SO4, as razões Ca:P, SO4:P e o P do solo, e as razões Ca:P, Cl:P e SO4:P, enquanto K no K foliar, Na, Ca, concentração de SO4, razões K:Na, K:Ca, SO4:P, Ca:P e pH do solo, Na, K, Ca, concentrações de SO4, SAR, razões Na:K, Ca:K e Na:Ca. O Na da folha foi reduzido para 85,3 mmol (+) kg-1 em K2 em comparação com 105,3 mmol (+) kg-1 em P2K0. Correlação negativa (R2 = 0,906) do K:Na na folha foi encontrada com a concentração de Na na folha. A correlação da matéria seca foi maior (R2 = 0,851) com a relação K:Na da folha do que rendimento de grãos (R2 = 0,392). Conclui-se que a adição de K e P apresenta efeitos benéficos na melhoria da nutrição da cultura e na produtividade do trigo em solo salino-sódico

The stability of aggregates and organic carbon content after the application of gypsum, soil scarification and a succession of agricultural crops / A estabilidade dos agregados e do teor de carbono orgânico após a aplicação de gesso, escarificação do solo e uma sucessão de culturas agrícolas

Studies related to the monitoring of soil quality by physical attributes are important for the evaluation and maintenance of the sustainability of agricultural systems, besides indicating the appropriate management of the environment, aiming at its conservation and productivity. The objective of this study was to evaluate the stability of aggregates and organic carbon after the application of gypsum, soil scarification and a succession of crops. The treatments consisted of an absence and addition of gypsum, absence and presence of soil scarification, and three systems of crops in succession. The experimental design was made of randomized blocks, in a 2x2x4 factorial scheme, with eight replications. The aggregates were evaluated as stabled in water and soil organic carbon content. The treatment where gypsum was applied, as well as the soybean/maize/brachiaria/fallow (SMBF) succession system, presented better results in soil aggregation and higher levels of organic carbon.

Estudos relativos ao monitoramento da qualidade do solo pelos atributos físicos são importantes para a avaliação e manutenção da sustentabilidade dos sistemas agrícolas, além de sinalizar o manejo adequado do ambiente, visando à sua conservação e produtividade. Este trabalho teve por objetivo avaliar a estabilidade de agregados e teor de carbono orgânico, após a aplicação de gesso, escarificação do solo e sucessão de culturas. Os tratamentos consistiram na ausência e adição de gesso agrícola, ausência e presença de escarificação do solo, e três sistemas de sucessão de culturas. O delineamento experimental foi em blocos casualizados, em esquema fatorial 2x2x3 com oito repetições. Sendo avaliada a estabilidade dos agregados estáveis em água e teor de carbono orgânico do solo. O tratamento onde foi aplicado gesso agrícola e o sistema de sucessão SMBP apresentaram melhores resultados na agregação do solo e maiores teores de carbono orgânico.

Acidity Control After Surface Application of Micronized Liming Material in a Typic Distrudept Under No-Tillage

Abstract The objected to evaluate the pH and soil base saturation (V) values, during 45 months after, surface application and without incorporation of the liming materials in deeper layers of soil. The experimental design was completely randomized blocks in split-plot with four replications. In the plots were studied the dolomitic limestone (DL) and micronized liming materials (MLM) - granulated micronized calcite (GMC) and dolomite (GMD), and carbonated suspension (CS). In the subplots were studied doses of all the liming materials aiming to increase V to 50, 70 and 90% besides of control treatment. We measured the pH and V values in 0-5, 5-10, 10-20, 20-40 and 40-60 cm soil layers over time (5, 15, 28, 37 and 45 months). The MLM were more efficient to increase and maintain the pH and V, over time, than DL. The doses of MLM aiming V to 50-70% increasing the pH and V of Typic Distrudept. Despite the MLM are more fineness than DL, the effectiveness for soil acidity control in subsoil were inefficient, because theses pH and V increases/maintains occurred just in 0-5 cm layer. However, the MLM present lower gap between the V estimated and obtained, in the 0-5 cm layer, than DL.

Acidity Control Utilizing Different Soil Management Methods in Italian Ryegrass and Silage Maize Production Systems

Abstract This study examined the effects of liming on soil acidity and base saturation (V) in Italian ryegrass (ryegrass) and silage maize production systems over the medium-term. A split-plot design with four replications was employed on Humic Hapludox. The plots consisted of four soil management methods: conventional tillage (CT), minimum tillage (MT), no-tillage (NT) and chiselled NT (CNT). Within the split plots, ryegrass was used as cover crop (CC), silage (S), and integrated crop-livestock (ICL) system. Following ryegrass phytomass the maize was sowed. Once the maize had been cut with a silage machine, soil samples were collected from the layers 0-5, 5-10, 10-15, 15-20 and 20-30 cm at 24 and 60 months after liming. The attributes pH, H+Al, exchangeable aluminium (Al3+), and V were evaluated. The highest pH and V values were observed in the 0-5 cm layer in NT. The CNT did not result in improvement of acidity conditions or V. The ryegrass as S and ICL decreased soil acidity from 10 cm layer. NT combined with ICL provided soil acidity improvements 60 months after liming. Therefore, the exploration of winter with Italian ryegrass may elicit greater benefits in deep soil layers than cover crops.

Effects of phosphate, carbonate, and silicate anions on CO2 emission in a typical oxisol from cerrado region / Efeitos dos ânions fosfato, carbonato e silicato na emissão de CO 2 em um latossolo típico da região do cerrado

The effects of agricultural practices on greenhouse gases emissions (e.g. CO2) at the soil-atmosphere interface have been highlighted worldwide. The use of ground limestone has been considered as the main responsible for CO2 emission from soils. However, liming is need as conditioner of acidic soils and the CO2 emission can be compensated due to carbon sequestration by plants. This study simulated under laboratory conditions the effects of two common agricultural practices in Brazil (P-fertilization and liming) on soil CO2 emission. Columns made of PVC tubes containing 1 kg of a typical Dystrophic Red Latosol from Cerrado region were incubated with CaCO3 (simulating liming), CaSiO3 (simulating slag), and different doses of KH2PO4 (simulating P-fertilization). The soil columns were moistened to reach the field capacity (0.30 cm3cm-3) and, during 36 days, CO2 emissions at the soil surface were measured using a portable Licor LI-8100 analyzer coupled to a dynamic chamber. The results showed that CO2 emission was influenced by phosphate, carbonate, and silicate anions. When using CaSiO3, accumulated CO2 emission (36-day period) was 20% lower if compared to the use of CaCO3. The same amount of phosphate and liming (Ca-carbonate or Ca-silicate) added to the soil provided the same amount of CO2 emission. At the same P dose, as Si increased the CO2emission increased. The highest CO2 emission was observed when the soil was amended with the highest phosphate and silicate doses. Based on this experiment, we could oppose the claim that the use of limestone is a major villain for CO2 emission. Also, we have shown that other practices, such as fertilization using P + CaSiO3, contributed to a higher CO2 emission. Indeed, it is important to emphasize that the best practices of soil fertility management will undoubtedly contribute to the growth of crops and carbon sequestration.

Os efeitos das práticas agrícolas nas emissões de gases de efeito estufa (e.g., CO2) na interface solo-atmosfera têm sido destacados em todo o mundo. O uso de calcário tem sido considerado oprincipal responsável pela emissão de CO2 em solos. Entretanto, a calagem é necessária como condicionador de solos ácidos e a emissão de CO2 pode ser compensada devido ao sequestro de carbono pelas plantas. Este estudo simulou, em condições de laboratório, os efeitos de duas práticas agrícolas comuns no Brasil (adubação fosfatada e calagem) na emissão de CO2 do solo. Colunas de tubos de PVC, contendo 1 kg de amostra de um Latossolo Vermelho Distrófico típico da região de Cerrado, foram incubadas com CaCO3 (simulando calagem), CaSiO3 (simulando escória) e diferentes doses de KH2PO4 (simulando fertilização com P). As colunas de soloforam umedecidas para atingir a capacidade de campo (0,30 cm3 cm-3) e, durante 36 dias, as emissões de CO2na superfície do solo foram medidas usando um analisador portátil Licor LI-8100 acoplado a uma câmara dinâmica. Os resultados mostraram que a emissão de CO2 foi influenciada pelos ânions fosfato, carbonato esilicato. Ao usar CaSiO3, a emissão de CO2 acumulada (período de 36 dias) foi 20% menor se comparado ao uso de CaCO3. A mesma quantidade de fosfato e calcário (Ca-carbonato ou Ca-silicato) adicionado ao solo proporcionou a mesma quantidade de emissão de CO2. Na mesma dose de P, o Si aumentou a emissão de CO2. A maior emissão de CO2 foi observada quando o solo foi alterado com as maiores doses de fosfato e silicato. Com base neste experimento, nega-se que o uso de calcário em solos é um grande vilão para a emissão de CO2. Além disso, foi mostrado que outras práticas, como a fertilização usando P + CaSiO3, contribuíram para uma maior emissão de CO2. Assim, é importante enfatizar que práticas adequadas de manejo da fertilidade do solo, sem dúvida, contribuirão para o crescimento das culturas e o sequestro de carbono.

Boron alters cation exchange properties of corn roots but does not decrease aluminum toxicity / Boro altera as propriedades de troca catiônica da raiz de milho, mas não diminui a toxidez por alumínio

Most studies that have registered amelioration of Al toxicity due to root cation exchange capacity (CEC) decrease with B application were conducted using eudicotyledonous species (high root CEC). However, the effect of B/Al interaction on the root CEC values in species with low root CEC such as corn (Zea mays L.) has been understudied. Thus, this study aimed to: (1) verify if B decreases root CEC and if it benefits the growth and nutrient uptake in corn plants under Al toxicity; and (2) verify which method of root CEC analysis better differentiates the effects of B and Al. Corn seedlings were grown in complete nutrient solution with the following treatments: 0, 50, and 200 µM of B versus 0 and 300 µM of Al. Root attributes showed correlations with nutrient depletion from the nutrient solution, but nutrient depletion generally varied with transpiration in two depletion tests. The addition of B or Al in nutrient solution decreased root CEC; however, B failed to decrease Al toxicity in corn plants. The four methods used to determine CEC of corn roots had contrasting results, particularly with respect to the effect of B in the presence of Al.

A maioria dos estudos que registraram amenização da toxidez de Al devido ao decréscimo da capacidade de troca de cátions (CTC) radicular com a aplicação de B foram realizados com espécies eudicotiledôneas (alta CTC radicular). Contudo, o efeito da interação B/Al nos valores de CTC radicular em espécies de baixa CTC radicular, como no milho (Zea mays L.), é pouco conhecido. Assim, os objetivos desse estudo foram: (1) verificar se o B reduz a CTC radicular e se isso beneficia o crescimento e a absorção de nutrientes em plantas de milho sob toxidez por Al; (2) verificar qual método para análise de CTC radicular diferencia melhor o efeito do B e Al. Plântulas de milho foram cultivadas em solução nutritiva completa com os seguintes tratamentos: 0, 50 e 200 µM de B versus 0 e 300 µM de Al. Os atributos radiculares apresentaram correlações com a depleção de nutrientes da solução nutritiva, mas, em geral, a depleção de nutrientes variou principalmente com a transpiração em dois testes de depleção. A adição de B na solução nutritiva reduziu a CTC radicular, o que também ocorreu quando o Al foi adicionado, contudo, o B não aliviou a toxidez por Al nas plantas de milho. Os quatro métodos usados para determinar a CTC radicular do milho tiveram resultados contrastantes, particularmente com relação ao efeito do B na presença de Al.

Agronomic efficiency of Rhizobium strains from the Amazon region in common bean / Eficiência agronômica de estirpes de Rhizobium isoladas da Amazônia sobre o feijoeiro-comum

To maximize the contribution of biological nitrogen fixation in common bean, it is necessary to use bacterial strains that are more adapted, competitive, and efficient in the symbiotic process. In this regard, the aim of this study was to evaluate the agronomic efficiency (AE) of three bacterial strains isolated from acid soils with high Al content from the Amazon region in an Argissolo Vermelho Distrófico típico soil (Typic Rhodustults - USDA Classification) from the municipality of Formiga, MG, Brazil. We compared their AE to that of the reference strain CIAT 899T and of two controls without inoculation (one without and another with 80 kg ha-1 of N-urea). The results indicated that inoculation with the strains UFLA 02-100 and UFLA 02-127 provides grain yield equivalent to inoculation with the reference strain and to the control with mineral N. Thus, both have potential for recommendation as inoculants for common bean.

Para maximizar a contribuição da fixação biológica de nitrogênio no feijoeiro-comum é necessária a utilização de estirpes de bactérias mais adaptadas, competitivas e eficientes no processo simbiótico. Nesse sentido, objetivou-se avaliar, em um Argissolo Vermelho Distrófico típico do município de Formiga-MG, a eficiência agronômica (EA) de três estirpes isoladas de solos ácidos e com alto teor de Al da Amazônia e comparar suas EA à da estirpe referência CIAT 899T e à de dois controles sem inoculação (um sem e outro com 80 kg ha-1 of N-ureia). Os resultados indicaram que a inoculação com as estirpes UFLA 02-100 e UFLA 02-127 propicia rendimento de grãos equivalente ao da estirpe referência e ao do controle com N mineral e que por isso, ambas têm potencial para ser recomendadas como inoculantes para o feijoeiro-comum.

Soil fertility, ratoon sugarcane yield, and post-harvest residues as affected by surface application of lime and gypsum in southeastern Brazil / Fertilidade do solo, produtividade de cana soca e residuos pós-colheita afetados pela aplicação superficial de calcário e gesso na região sudeste do Brasil

The aim of this study was to evaluate soil fertility amendment, stalk yield, sugar, bagasse, and trash yield as affected by surface application of dolomitic limestone and gypsum in green sugarcane ratoon. A factorial arrangement of four dolomitic limestone rates (0, 900, 1800, and 3600 kg ha­1) and two gypsum rates (0 and 1700 kg ha­1) was used in the experiment. The experiment was performed from October 2006 to October 2007, starting in the rainy season after the 2nd ratoon harvest of the variety SP813250 in a commercial green sugarcane plantation of the São Luiz Sugar Mill (47º25'33" W; 21º59'46", 627 m of altitude), located in Pirassununga, state of São Paulo, in southeast Brazil. After 12 months, the experiment was harvested, technological measurements of stalk yield were made, and soil samples were taken and analyzed. Gypsum acts as a subsurface conditioner thus contributing so the benefits of surface limestone application, on soil acidity correction, to reach deeper layers, allowing the development of the root system of plants in greater depth. However, application of gypsum may lead to leaching of Mg and K from the topsoil layers. The higher rates of lime in surface application provided acidity amendment and, consequently, increased soil fertility in the soil profile, and increased sugarcane stalk, sugar, bagasse, and trash yield.

O objetivo do presente estudo foi avaliar a correção da fertilidade do solo e produtividade de colmos, açúcar, bagaço e palhiço a partir da aplicação superficial de calcário dolomítico e gesso em cana soca. O arranjo fatorial foi composto por 4 doses de calcário dolomítico (0, 900, 1800 e 3600 kg ha­1) e duas doses de gesso (0 e 1700 kg ha­1). O experimento foi realizado no período de outubro de 2006 a outubro de 2007, iniciando-se na estação chuvosa após a colheita da segunda soqueira. A variedade utilizada foi a SP813250 em plantio comercial de cana crua da Usina de São Luiz (47º25'33 "W; 21º59'46", 627 M de altitude), localizado em Pirassununga, estado de São Paulo, no sudeste do Brasil. Após 12 meses, o experimento foi colhido, determinado os parâmetros tecnológicos e amostras de solo foram coletadas e analisadas. O gesso atua como um condicionador subsuperficial contribuindo assim, para que os benefícios da aplicação superficial de calcário na correção da acidez do solo, alcancem camadas mais profundas e, portanto, permitindo o desenvolvimento do sistema radicular das plantas em maior profundidade. No entanto, a aplicação de gesso pode proporcionar lixiviação de Mg e K das camadas superficiais. As maiores doses de calcário aplicadas superficialmente propiciaram correção da acidez do solo e consequente incremento na fertilidade do solo, produtividade de colmos, açúcar, bagaço e palhiço da cana.

Correção da acidez do solo e aporte de metais pesados pela aplicação de escória básica de aciaria / Soil chemical properties changes by application of steel basic slag

A fabricação de aço está expandindo sua produção, o que vem aumentando a quantidade de resíduos sólidos gerados. As escórias básicas de aciaria apresentam características de corretivo da acidez do solo e fonte de nutrientes para as plantas, porém apresentam alguns metais pesados em sua constituição. O presente trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da aplicação de escória de siderurgia na correção da acidez do solo e no aporte de metais pesados, como manganês (Mn), cobre (Cu), zinzo (Zn), cádmio (Cd), cromo (Cr) e níquel (Ni). O estudo foi conduzido em amostras de um Argissolo Vermelho Distrófico típico, dispostas em colunas e mantidas a céu aberto, em delineamento experimental de blocos casualizados, com quatro repetições. Os tratamentos consistiram em doses diferentes de escória de siderurgia com diferentes granulometrias, incluindo tratamentos com solo sob condição natural (controle) e corrigido (carbonato de cálcio e magnésio e adubação com nitrogênio, fósforo e potássio). Aos 12, 18 e 24 meses após a aplicação dos tratamentos foram coletadas amostras de solo das colunas para avaliação da reatividade da escória. A escória básica de aciaria finamente moída teve efeito similar ao carbonato na correção do pH do solo, no aumento da CTC efetiva e da saturação de bases. Partículas com diâmetro até 15 mm também foram efetivas para aumentar os valores desses atributos. As maiores doses de escória aumentaram os teores de Mn, Cr e Ni no solo em relação ao controle. Os resultados obtidos neste estudo, demonstram que a escória de siderurgia tem potencial para a utilização na correção do pH do solo.

As the majority of industrial processes, siderurgy activities generate large amounts of residues. The siderurgic slags, byproducts of steel production have chemical characteristics that indicate their possible use in agriculture, as liming materials and sources of some plant nutrients. However, they may enclose undesired components, like heavy metals, which may result in situations of environmental hazard. In order to evaluate the effect on soil chemical properties and heavy metals accumulation in the soil by the application of steel basic slag, an experiment was carried out in soil columns (Typic Paleudult; 10 dm3/column soil volume), under natural rainfall conditions, in a completely randomized design with four replications. Soil treatments based on the liming rate do achieve pH 6,5 by the SMP method were: T1) Control; T2) CaCO3+MgCO3 (neutralizing value - PN 100%); T3) Treat. 2 + NPK fertilizers; T4) Slag - 1 x rate (particles < 0,149 mm e PN 60%); T5) Treat. 4 + NPK; T6) Slag - 2 x rate (1/3 particles < 0,149 mm e 2/3 particles 0,149 ­ 0,5 mm) + NPK; T7) Treat. 4 + N fertilizer; T8) Slag - 5 x rate (particles 0,5 ­ 2,0 mm) + Treat. 3; T9) Slag - 10 x rate (particles 2,0 ­ 15,0 mm) + Treat. 3. At equivalent rates both slag and carbonate increased similarly the values of pH, effective CEC and bases saturation in the soil. These attributes were higher for the treatments with slag at higher rates and larger particle size denoting the reactivity of the coarse factions. Among the analyzed metals, only Mn, Cr and Ni at higher slag rates (2, 5 and 10 x) increased in the soil to values significantly higher than the control and carbonate treatments. The results show that the used scoria is efficient as liming material and that it is not expected to provide excessive heavy metals accumulation when applied at rates to rise pH value up to 6,5 in soils with similar characteristics to that of this study. In summary, the slag exhibited a high potential for Ph corrections in soil.

Does nitrogen availability have greater control over the formation of tropical heath forests than water stress?A hypothesis based on nitrogen isotope ratios / Tem a disponibilidade de nitrogênio maior controle sobre a formação de florestas tropicais de campinara do que o estresse hídrico?uma hipótese fundamentada nas razões isotópicas do nitrogênio

Global scale analyses of soil and foliage δ15N have found positive relationships between δ15N and ecosystem N loss (suggesting an open N cycle) and a negative relationship between δ15N and water availability. We show here that soils and leaves from tropical heath forests are depleted in 15N relative to 'typical' forests suggesting that they have a tight N cycle and are therefore limited by N rather than by, often suggested, water availability.

Análises de δ15N solo e foliar, em escala global, encontraram relações positivas entre δ15N e a perda de N do ecossistema (sugerindo um ciclo aberto de N), e uma relação negativa entre o δ15N e a disponibilidade de água. Mostramosneste trabalho que os solos e a vegetação de florestas de campinarana são empobrecidas em 15N em relação a florestas 'típicas', sugerindo que elas têm um ciclo fechado de N e são, desta forma, limitadas pelo N, ao invés da disponibilidade de água, como frequentemente sugerido.

Interacción de los suelos sulfatados ácidos con el agua y sus efectos en la sobrevivencia del bocachico (Prochilodus magdalenae) en cultivo / Interação dos solos sulfatados ácidos com a água e seus efeitos na sobrevivência do bocachico (Prochilodus magdalenae) em cultivo / Interaction of acid sulphate soils with water and its effects on the survival of bocachico (Prochilodus magdalenae)

La acuicultura en zonas costeras crece rápidamente y para la construcción de estanques se utilizanmangles, ciénagas y humedales. En la construcción, el suelo es excavado y usado como material para laconformación de los diques, originando frecuentemente la exposición de suelos sulfatados ácidos (SSA)que poseen extrema acidez, porcentaje de saturación menor de 50% y aluminio intercambiable mayor de5 Cmol+Kg-1 de suelo. Cuando este suelo es expuesto al aire, la pirita de hierro (FeS2) se oxida (FeSO4)liberando H2 SO4, cuya disociación en el agua reduce el pH a valores inferiores a 4. Los SSA pueden tenerpH de 5 a 7 cuando permanecen inundados, pero si son drenados y expuestos al aire, este puede disminuir a2 o 3. En el municipio de Cotorra (Córdoba), fue construido un estanque (1.5ha) removiendo y exponiendosuelo. Posteriormente fue inundado con agua de un humedal (pH 6.5; OD 3 mg/l; alcalinidad 120 mg/l) ysembrados 10.000 alevinos de bocachico. Una hora después, todos los peces habían muerto. Con el objetivode determinar la posible causa de muerte, fueron analizados suelo, agua y branquias. El análisis de suelorevela un SSA con pH ácido, alto contenido de materia orgánica, niveles altos de S, Fe, y Mn. El análisisde agua muestra un pH letal para la mayoría de peces, Fe, Al y CO2 por encima de máximos aceptables.En branquias fue encontrada alteración microcirculatoria en lamelas branquiales. Se sugiere que la causade muerte de los bocachicos fue la acidez del agua, debido a la inhibición del intercambio Na+/H+ en las branquias por el exceso de H+ y de Al+, afectando la permeabilidad del epitelio branquial incrementandola pérdida de iones alterando todavía más la osmoregulación. Es evidente que los SSA absorben y liberannutrientes, intercambiando sustancias con el agua afectando su calidad.

Aquaculture in coastal areas grows rapidly. For fish ponds construction, soil is dug and used asmaterial for the conformation of dikes, frequently originating the exposure of Acid Sulphate Soils (ASS)containing extreme acidity, a saturation percentage less than 50% and exchangeable aluminum higherthan 5 Cmol+Kg-1. When ASS is exposed to air, iron pyrite (FeS2) oxidizes (FeSO4) and produces H2SO4whose dissociation in water reduces pH values inferior to 4. Flooded SSA may have a pH between 5 and 7;nevertheless, when they are drained and exposed to air pH drops to 2 or 3. A 1.5ha pond was built in themunicipality of Cotorra (Córdoba), removing and exposing soil. Then, it was flooded with wetland water(pH 6.5; OD 3 mg/l; alkalinity 120 mg/l) and cultured with 10.000 bocachico alevins; an hour later, all fishwere dead. In order to determine the possible cause of death, soil, water and gills were analyzed. The soilanalysis showed an ASS with acid pH, high content of organic matter and high levels of S, Fe and Mn.Water analysis showed a lethal pH for most of the fish; likewise Fe, Al and CO2 levels were above acceptablemaximum. Microcirculatory alteration in gill’s lamellar was found. It is suggested that the cause of deathof bocachicos was the acidity of water due to the Na+/H+ exchange inhibition in gills caused by H+ andAl+ excess. This situation affected the permeability of gill epithelium increasing the loss of ions and thealteration of osmoregulation. It is evident that ASS absorb and release nutrients, exchanging substanceswith water and, this way, affecting their quality.

A aqüicultura nas zonas costeiras cresce rapidamente e para a construção de estanques utilizamsemanguezais pantanais e banhados. Na construção, o solo é escavado e usado como material para aconformação dos diques, originando freqüentemente a exposição de solos ácidos (SSA) que possuemextrema acidez, porcentagem de saturação menor ao 50% e alumínio intercambiável maior de 5 Cmol+Kg-1de solo. Quando este solo é exposto ao ar, a pirita de ferro (FeS2) oxida-se (FeSO4) liberando H2SO4, oqual ao dissociar-se na água reduz o pH a valores inferiores de 4. Os SSA podem ter pH de 5 a 7 quandopermanecem inundados, mas, sim são drenados e expostos ao ar, podem diminuir a 2 ou 3. No municípiode Cotorra (Córdoba), foi construído um estanque (1.5ha) removendo e expondo o solo. Posteriormentefoi inundado com água de um pântano (pH 6.5; OD 3 mg/l; alcalinidade 120 mg/l) e foram plantados10.000 alevinos de bocachico. Uma hora depois, todos os peixes morreram. Com o objetivo de determinar apossível causa de morte, foram analisados: o solo, a água e as brânquias. A análises do solo revela um SSAcom pH ácido, alto conteúdo de matéria orgânica e níveis altos de S, Fe e Mn. A análises da água mostraum pH letal para a maioria de peixes, Fe, Al e CO2 por acima dos máximos permitidos. Nas brânquiasforam encontradas alterações microcirculatória em lamelas branqueais. Sugere-se que a causa de mortedos bocachicos foi a acidez da água, devido à inibição do intercambio Na+/H+ nas brânquias por excessode H+ e de Al+, afetando a permeabilidade do epitélio branquial incrementando a perda de íons, alterandomais a osmoregulação. É evidente que os SSa absorvem e liberam nutrientes, intercambiando sustânciascom a água afetando a qualidade.

Genetic effects for maize traits in acid and non-acid soils

Breeding programs for acid-soil tolerance are desirable as a relatively inexpensive and permanent way for increasing maize (Zea mays L.) yield on these soils. Our objective was to compare the genetic effects controlling the expression of maize traits in acid and non-acid soils. Seven related and one unrelated inbred lines, with different levels of tolerance to acid soil, and their F1, F2, BC1, and BC2 generations were evaluated in four acid and two non-acid soils. Estimates of additive, dominance, and epistatic effects were computed for grain yield, plant height, days to mid-silk, and prolificacy, using the generation means analysis procedure. For all traits the major part of the variation was accounted for by additive and dominance effects, with dominance effects being more important than additive and epistatic effects for both acid and non-acid soils. Epistatic effects were significant for some crosses only, being more pronounced for plant height than for the other traits. Furthermore, epistatic effects were randomly distributed among the crosses and were not related to the grain yield of the single-crosses (F1's) and to the genetic relationships of the inbreds in either type of soil. The results suggest that similar pooled gene effects control the expression of the traits assessed in both acid and non-acid soils.

Mecanismos associados à tolerância ao alumínio em plantas / Associated mechanisms of aluminum tolerance in plants

A toxicidade do alumínio é um dos principais fatores limitantes do desenvolvimento das plantas emsolos ácidos. Pelo fato da utilização de corretivos da acidez do solo não ser a estratégia mais viável emmuitas situações com solos ácidos (por razões técnicas e econômicas), o desenvolvimento de genótipostolerantes ao Al tem sido o caminho mais focado, assim a investigação dos mecanismos de tolerânciabem como as bases genéticas da tolerância ao Al têm merecido atenção especial pela pesquisa científica.Nos últimos anos, foi gerado um significativo progresso no entendimento das bases dos mecanismos detolerância ao Al, assim como no desenvolvimento de cultivares mais adaptados as condições de solosácidos. Os mecanismos de tolerância ao Al conhecidos se resumem basicamente em duas classes: os queagem no sentido de expulsar o Al depois de absorvido ou de impedir sua entrada pela raiz e os mecanismosde desintoxicação, complexando o Al em organelas específicas da planta, principalmente nos vacúolos.Em inúmeras espécies, mecanismos fisiológicos tem sido reportados como responsáveis pela ativaçãode ácidos orgânicos (principalmente citrato e malato) que atuam como agentes quelantes do Al, porémmuitos processos ainda não são bem entendidos e esclarecidos. Atualmente, se começa a entendermelhor um segundo mecanismo de tolerância ao Al que envolve a desintoxicação interna do Al atravésda complexação por ácidos orgânicos e o seqüestro destes complexos pelos vacúolos. Outros mecanismospotenciais são alvo de especulações e discussões.

Aluminum toxicity is one of the major limiting factor regarding plant development in acid soils. The use of liming for correcting soil pH is not viable for some of acid soil areas (technique or economic reasons),making the development of Al tolerant genotypes the best alternative. Thus, the tolerance mechanisms as well as the genetic basis of Al tolerance has deserved special attention in the scientific community. In the last years, a significant progress has been achieved towards these goals, as well as in developing cultivars adapted to acid soils. The Al tolerance mechanisms are divided basically in two classes: the exclusion mechanisms that act after absorption or blocking its entry in the root system and those involved in detoxification, complexing the Al in specific organelles, mainly in the vacuoles. In man yspecies, physiological mechanisms have been reported as responsible for the activation of organic acids(mainly citrate and malate) that act as Al quelating agents, however many process are not yet understood and cleared. Currently, the basis for the internal detoxification is becoming clear through organic acid complexes and there sequestering by the vacuoles. Other potential mechanisms are the target for discussions

Qualidade e produtividade da cana-de-açúcar cultivada em solo com doses crescentes de lodo de esgoto / Sugarcane technological variables, plant chemicalcomposition, and soil fertility as influenced by sewage sludge

Estudaram-se os efeitos da aplicação de 4 doses de lodo de esgoto (0, 40, 80 e 160 t ha-1, base úmida) aplicadas em área total e incorporadas a 20 cm de profundidade, com dois níveis de fertilização mineral (50 e 100 % da dose recomendada) e um tratamento adicional (condições naturais do solo), sobre a fertilidade do solo (amostras coletadas nas linhas e entrelinhas), teores de macronutrientes e características agro-industriais da cana-de-açúcar (RB72454). O experimento foi conduzido, em condições de campo em área do viveiro experimental da COPLANA(Cooperativa dos Plantadores de Cana da Zona de Guariba), Guariba-SP, em Argissolo Vermelho, textura média. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao acaso, em esquema fatorial 4x2+1, com 3 repetições. O lodo de esgoto proporcionou melhoria nas condições gerais de fertilidade do solo, principalmente pela diminuição da acidez potencial devido aumento nos valores de pH, proporcionalmente ao aumento da dose aplicada. As melhores condições de fertilidade do solo foram encontradas nas entrelinhas sugerindo que a aplicação localizada de lodo de esgoto nas linhas de plantio pode proporcionar melhores resultados quanto ao aproveitamento de nutrientes às plantas. A associação do lodo de esgoto com a adubação mineral, nas condições em que foi conduzido o experimento, permite a economia de metade da adubação mineral recomendada, mantendo-se a produtividade, as características de solo em sua maioria, e as características tecnológicas da cana-de-açúcar. O incremento na dose de lodo de esgoto incorporado ao solo não exerceu qualquer influência sobre as características agroindustriais da cana-de-açúcar.

Four sewage sludge doses (0, 40, 80 e 160 t ha-1, in humid base), sprayed in total area andincorporated at 0-20 cm depth, two mineral fertilization levels (50 and 100 % of recommended mineral fertilization) were combined. Besides the resulting treatments, an additional Control Treatment (no fertilizer) was also tested with the objective to evaluate the sewage sludge effects in quality and sugarcane chemical composition, besides soil fertility. The sugarcane variety was RB72454. The experiment installation and conduction were in a conditions, at GuaribaCounty, São Paulo state, Brazil. The soil was a Red Argisol, middle texture. The experimental design was a randomized blocks with three replications, totalizing 27 experimental plots. To statistical analysis [Variance analysis and Tukey test (P < 0.05)], the results were organized in a factorial scheme (4x2) plus an additional control treatment. The chemical analysis of soil samples collected in lines and between-lines, one year after beginning of the experiment, showed general soil fertility condition increased mainly by potential acidity reduction and pH increasing proportionally to the sewage sludge rates. The best soil fertility conditions were in soil samples from between lines. This fact suggest that sewage sludge localized application can be draw good results when is considered nutrients uptake efficiency by plants. The association of sewage sludge with mineral fertilizers can promote 50% of cost reduction, keeping the crop productivity, soil chemical properties in most part, and sugar cane technological parameters. The sewage sludge increasing doses did not affect sugarcane technological parameters.

Molecular characterization of bacterial populations of different soils

Until recently, few studies were carried out in Brazil about diversity of bacterial soil communities. Aiming to characterize the bacterial population in the soil through 16S rRNA analysis, two types of soil have been analyzed: one of them characterized by intensive use where tomato, beans and corn were cultivated (CS); the other analyzed soil was under forest (FS), unchanged by man; both located in Guaíra, São Paulo State, Brazil. Using specific primers, 16S rRNA genes from metagenomic DNA in both soils were amplified by PCR, amplicons were cloned and 139 clones from two libraries were partially sequenced. The use of 16S rRNA analysis allowed identification of several bacterial populations in the soil belonging to the following phyla: Acidobacteria, Actinobacteria, Bacteroidetes, Firmicutes, Proteobacteria Verrucomicrobia in addition to the others that were not classified, beyond Archaea domain. Differences between FS and CS libraries were observed in size phyla. A larger number of phyla and, consequently, a greater bacterial diversity were found in the under-forest soil. These data were confirmed by the analyses of genetic diversity that have been carried out. The characterization of bacterial communities of soil has made its contribution by providing facts for further studies on the dynamics of bacterial populations in different soil conditions in Brazil.

Até o momento poucos estudos foram realizados no Brasil a respeito da diversidade de comunidades bacterianas no solo. Com o objetivo de caracterizar as populações bacterianas presentes no solo através da análise do gene 16S rRNA, foram analisados dois solos: um caracterizado pelo uso intensivo, principalmente para a produção de tomate, feijão e milho (CS); e outro sob floresta (FS), não modificado pelo homem, ambos do município de Guaíra, no estado de São Paulo, Brasil. Usando oligonucleotídeos específicos, de genes 16S rRNA do DNA metagenomico de ambos os solos foram amplificados por PCR, amplicons foram clonados e 139 clones de duas bibliotecas foram seqüenciados. O uso da técnica de 16S rRNA, gerou a identificação de diferentes populações de bactérias de solo pertencentes aos filos Acidobacteria Actinobacteria Bacteroidetes Firmicutes Proteobacteria Verrucomicrobia, Archaea, além das não classificadas. Diferenças entre as bibliotecas FS e CS foram observadas no tamanho dos filos. Um grande número de filos e, consequentemente, uma grande diversidade bacteriana foi observada no solo sob floresta. Estes dados foram confirmados pela análise de diversidade genética realizada. A caracterização de comunidades do solo apresentada neste trabalho contribuiu fornecendo dados para estudos posteriores sobre a dinâmica das populações bacterianas em solos de diferentes condições no Brasil.

Study of nitrogen fixation by tropical legumes in acid soil from venezuelan savannas using 15N

En Venezuela, alrededor del 70 por ciento de las tierras cultivables presentan limitaciones por pH ácidos y baja disponibilidad en el suelo de P y N. Estrategias sustentables para proveer N, particularmente para sistemas de bajos a medios insumos en suelos ácidos de sabanas, pudiera ser enmendado por procesos de fijación biológica de N2. El objetivo de este estudio fue estimar el potencial de fijación biológica de nitrógeno (FBN) en varias leguminosas que crecen en suelos ácidos de sabanas venezolanas a través del uso de 15N. Los resultados sugieren que Cajanus cajan es una leguminosa con alta capacidad de fijación de nitrógeno (79 por ciento de N derivado de la atmósfera), generando un balance de N positivo en el agrosistema. La estimación de FBN en todas las leguminosas estudiadas varió dependiendo del cultivo no fijador de N usado como referencia, confirmando que el uso inadecuado de un cultivo de referencia, puede resultar en estimaciones de FBN erradas, especialmente cuando el nivel de FBN es bajo. La leguminosa Indigosphera lespediciodes mostró ser una alternativa potencial para ser usada como abono verde, debido a la acumulación de N total y a la alta cantidad de N derivado de la atmósfera (62-71 por ciento). Estos resultados demuestran que en suelos ácidos es posible promover la sustentabilidad de agrosistemas a través de prácticas de manejo conservacionista

Evaluación Genotoxicológica de suelos expuestos a plaguicidas por el test de micronúcleos / Evaluation genotoxicológica de suelos expuestos to pesticides by the test of micronucleuses

En el presente estudio se evaluó la composición físicaquímica y la capacidad genotoxica de suelos contaminados de la comunidad de Huaraco, Dpto. deLa Paz por el test de Micronúcleos en Vicia faba. Los resultados muestran que el suelo de Huaraco expuesto hace 20 años a pesticidas no es genotóxico, mientras que el suelo expuesto recientemente muestra un incremento en su capacidad genotóxica.

A soil test for determining available copper in acidic soils of Venezuela

La adopción de sistemas de producción más intensivos por los agricultores, en Venezuela, puede conducir a la aparición de deficiencias de cobre en el campo. Actualmente no se dispone en el país de un método de análisis calibrado para el diagnóstico de Cu disponible para las plantas. El objetivo de este trabajo fue evaluar cinco soluciones extractoras de Cu: DTPA, DTPA-HCl, EDTA, HCl y Mehlich 1, en experimentos de invernadero usando suelos ácidos y maíz como planta indicadora. La cantidad de Cu extraído con DTPA-HCl, DTPA y EDTA se correlacionó positivamente con la arcilla, materia orgánica, pH y capacidad de intercambio catiónico de los suelos. El poder de predicción de las soluciones extractoras se estimó por medio del coeficiente de determinación y se encontró que la capacidad para separar los suelos que responden al Cu de los que no responden fue de 69 por ciento para DTPA-HCL y DTPA, 56 por ciento para el HCl, 55 por ciento para EDTA y 51 por ciento para Mehlich 1. Los resultados sugieren que las soluciones extractoras DTPA-HCl y DTPA pueden ser utilizadas para la determinación de las deficiencias de Cu en suelos ácidos