Scientia Agricola, Volume: 66, Issue: 5, Published: 2009
  • Intelligent instrument to facilitate decision making in the evaluation of soil resistance to root penetration Agricultural Engineering

    Rabello, Ladislau Marcelino; Cruvinel, Paulo Estevão

    Abstract in Portuguese:

    Neste trabalho é apresentado um instrumento para auxilio à tomada de decisão em processos que envolvem avaliações da resistência do solo à penetração de raízes. Seu desenvolvimento fundamenta-se na concepção de uma nova ferramenta instrumental avançada, que viabiliza em tempo quase real informações para análise da variabilidade espacial da resistência do solo à penetração de raízes, tanto para área como para perfil, devido aos processos de compactação natural ou artificial do solo. Ensaios para a medida da resistência do solo à penetração de raízes podem ser realizados tanto em ambiente laboratorial como diretamente em campo agrícola. Para o desenvolvimento utilizou-se o enfoque da instrumentação inteligente, bem como uma microsonda (ângulo de cone de 30º, diâmetro de base de 1,6 mm e comprimento total de 30 mm) sensoriada por célula de carga. Resultados mostram que medidas de resistência do solo à penetração de raízes podem ser realizadas até um limite de (483,47 ± 0,69) N com resolução de 15,4 N. Adicionalmente, a versatilidade do sistema é verificada para a coleta de dados e interpretação da resistência do solo à penetração de raízes, uma vez que podem ser apresentados na forma de tabelas, gráficos unidimensionais, mapas bidimensionais e mapas tridimensionais. Desta maneira, o sistema possibilita ao usuário uma rápida interpretação sobre o estado de agregação do solo em áreas de cultivo agrícolas.

    Abstract in English:

    This contribution introduces an instrument for decision-making in agricultural processes based on the measurements and mapping of soil resistance to root penetration. Its development was based on a new and advanced instrumentation tool, enabling in almost real-time to acquire the necessary information for spatial variability analysis of plant root penetration resistance in soils, due to natural or artificial soil compaction processes, i.e., not only for an area of soil but also for a soil profile. The system allows soil resistance assays for both laboratory and agricultural fields. Moreover, the development focused on an intelligent instrumentation concept, as well as a microprobe (30º for the spire angle, 1,6 mm for the base diameter, and 30 mm of total length), with a strain-gage transducer sensor. Results have shown that measurements of soil resistance to plant root penetration can be performed up to the limit of (483.47 ± 0.69) N, with a resolution of 15.4 N. Additionally, the versatility of the system is verified for soil resistance data collection and its interpretation to root plant penetration, since they can be presented in table formats, one-dimensional graphs, two-dimensional and three-dimensional maps. Therefore, this system enables users to obtain a quick interpretation of the soil aggregation state in agricultural areas.
  • Antifungal compound produced by the cassava endophyte Bacillus pumilus MAIIIM4a Agricultural Microbiology

    Melo, Flávia Mandolesi Pereira de; Fiore, Marli Fátima; Moraes, Luiz Alberto Beraldo de; Silva-Stenico, Maria Estela; Scramin, Shirlei; Teixeira, Manoel de Araújo; Melo, Itamar Soares de

    Abstract in Portuguese:

    Na busca de novos organismos e novos metabólitos secundários, um estudo foi conduzido visando avaliar a diversidade de bactérias endofíticas de etnovariedades de mandioca cultivadas por tribos indígenas da Amazônia brasileira e também para estudar metabólitos secundários produzidos por Bacillus pumilus. Sessenta e sete bactérias endofíticas de mandioca foram identificadas através do seqüenciamento do gene 16S rRNA e por meio da análise de ácidos graxos (FAME). Essas análises revelaram que 25% de todos os endofíticos pertenciam ao gênero Bacillus. O isolado Bacillus pumilus MAIIIM4a apresentou forte ação inibitória contra os fitopatógenos Rhizoctonia solani, Pythium aphanidermatum e Sclerotium rolfsii. Os metabólitos secundários deste isolado foram extraídos do sobrenadante usando-se hexano, diclorometano e acetato de etila. Esses extratos foram utilizados nas análises de bioautografia e LC-MS, as quais permitiram a identificação do composto pumilacidina, um antifúngico produzido por B. pumilus MAIIIM4a. A localização das bactérias endofíticas foi confirmada examinando-se o tecido celular da mandioca através de microscopia eletrônica.

    Abstract in English:

    In the search for new organisms and new secondary metabolites, a study was conducted to evaluate the diversity of endophytic bacteria from ethnovarieties of cassava cultivated by Brazilian Amazon Indian tribes and also to study the secondary metabolites produced by a Bacillus pumilus strain. Sixty seven cassava endophytic bacteria were subjected to 16S rRNA sequencing and FAME analysis. The bacterial profile revealed that 25% of all endophytic isolates belonged to the genus Bacillus. The isolate B. pumilus MAIIIM4a showed a strong inhibitory activity against the fungi Rhizoctonia solani, Pythium aphanidermatum and Sclerotium rolfsii. Secondary metabolites of this strain were extracted using hexane, dichloromethane and ethyl acetate. Extracts were subjected to bioautography and LC/MS analysis, which allowed the identification of pumilacidin, an antifungal compound produced by B. pumilus MAIIIM4a. The bacterial endophytic localization was confirmed by cassava cell tissue examination using scanning electron microscopy.
  • Climate changes and technological advances: impacts on sugarcane productivity in tropical southern Brazil Agrometeorology

    Gouvêa, Júlia Ribeiro Ferreira; Sentelhas, Paulo Cesar; Gazzola, Samuel Thomazella; Santos, Marcelo Cabral

    Abstract in Portuguese:

    As projeções climáticas para este século indicam a possibilidade de graves conseqüências para a humanidade, especialmente para a agricultura, com efeitos adversos nas produtividades das culturas e no agronegócio como um todo. Neste estudo, foi utilizado um modelo agrometeorológico para estimar a produtividade da cana-de-açúcar na região de Piracicaba, SP, Brasil, baseado nos cenários futuros do clima A1B, apresentados no quarto relatório do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas, de 2007. A produtividade da cana-de-açúcar foi avaliada nos anos de 2020, 2050 e 2080, levando-se em consideração as possíveis alterações de temperatura, precipitação, insolação e concentração de CO2 na atmosfera, assim como os avanços tecnológicos. O aumento da temperatura acarretará no aumento da produtividade potencial (PP), já que essa variável afeta positivamente a eficiência do processo fotossintético das plantas C4; entretanto, as alterações na radiação solar e na chuva terão menores impactos na produtividade. A PP aumentará cerca de 15% em relação à condição atual em 2020, de 33% em 2050 e de 47% em 2080. Com relação à produtividade real (AP), o aumento da PP compensará o efeito negativo causado pelo aumento projetado para o déficit hídrico. A AP aumentará cerca de 12% em relação à condição atual em 2020, de 32% em 2050 e de 47% em 2080. O aumento da produtividade da cana-de-açúcar observado na ocorrência dos cenários futuros avaliados terá impactos importantes no setor canavieiro.

    Abstract in English:

    The climatic projections for this century indicate the possibility of severe consequences for human beings, especially for agriculture where adverse effects to productivity of crops and to agribusiness as a whole may occur. An agrometeorological model was used to estimate sugarcane yield in tropical southern Brazil, based on future A1B climatic scenarios presented in the fourth Intergovernmental Panel on Climate Change report, in 2007. Sugarcane yield was evaluated for 2020, 2050, and 2080 considering the possible impacts caused by changes in temperature, precipitation, sunshine hours and CO2 concentration in the atmosphere, as well as technological advances. Increasingly higher temperatures will cause an increase of the potential productivity (PP), since this variable positively affects the efficiency of the photosynthetic processes of C4 plants. Changes in solar radiation and rainfall, however, will have less impact. PP will increase by 15% in relation to the present condition in 2020, by 33% in 2050 and by 47% in 2080. Regarding the actual productivities (AP), the increase observed in PP will compensate for the negative effect of the projected increase in water deficit. AP will increase by 12% in relation to the present condition in 2020, by 32% in 2050 and by 47% in 2080. The increase in sugarcane productivity resulting from the projected scenarios will have important impacts on the sugarcane sector.
  • Economic analysis of soilless and soil-based greenhouse cucumber production in Turkey Applied Economy

    Engindeniz, Sait; Gül, Ayse

    Abstract in Portuguese:

    Desde o início da implantação de cultivos comerciais sem solo suas técnicas de produção tem evoluido em ritmo acelerado, ganhando popularidade entre agricultores de todo o mundo. Como resultado, uma grande quantidade de informação tem sido desenvolvida pelos produtores, consultores, pesquisadores e fornecedores de equipamentos e substratos. Determinaram-se o custo e retorno financeiro da produção de pepino (Cucumis sativus L.) e preparou-se um exemplo de orçamento para produtores. Na Turquia o cultivo sem solo é um método alternativo de produção para agricultores e é praticado em bases comerciais em 180 hectares. Por conseguinte, avaliações de custos e retornos podem ser úteis para produtores porque permitem aos mesmos comparar o custo total da produção e o retorno segundo variações de tipo de olericultor, tempo de produção, localização geográfica, tamanho do empreendimento e custo das estruturas. Os produtores podem assim identificar quais itens em seus orçamantos tem maior efeito na rentabilidade e fazer ajustes. Nesse estudo aspectos econômicos de cultivos de pepino em casas de vegetação sem solo e com solo foram analisados e comparados.Os custos totais foram subtraidos das receitas brutas para fins de cálculo do retorno líquido de produções de pepino em cultivos com e sem solo. Os custos dos itens dos cultivos com e sem solo foram: investimentos iniciais, custos variáveis e custos fixos. O retorno líquido obtido pelos produtores de pepino cultivados em um substrato de perlita e zeolita foi de € 1.84 m-2 e de € 1.48 m-2 para o cultivo convencional com solo. Contudo, riscos de produção e de mercado afetam a rentabilidade e viabilidade econômica de hortaliças cultivadas sem solo.

    Abstract in English:

    Since the onset of the commercial application of soilless culture, this production approach has evoluted at a fast pace, gaining popularity among growers throughout the world. As a result, a lot of information has been developed by growers, advisors, researchers, and suppliers of equipment and substrate. This study aimed to determine the cost and return of soilless greenhouse cucumber (Cucumis sativus L.) production and to prepare a sample budget for growers. Soilless cultivation is an alternative production method for Turkish growers and it is being practised on a commercial basis on 180 ha. Cost and return budgets can be useful for growers because they allows growers to compare total production cost and revenue varying grower type, production time, geographical location, operation size, and cost structure. Growers can identify items in their budget that have a greater effect on profitability, and make adjustments. In this study, economic aspects of soilless and soil-based greenhouse cucumber production was analysed as comparative. Total costs were subtracted from total gross revenue to calculate the net return of soilless and soil-based greenhouse cucumber production. The cost items of soilless and soil-based greenhouse cucumber production were initial investment costs, variable costs, and fixed costs. Net return obtained from cucumbers grown in a mixture of perlite and zeolite was determined as € 1.84 m-2, whereas it was € 1.48 m-2 in conventional soil-based production. Production and market risks both affect profitability and economic viability of soilless grown vegetables.
  • Economic evaluation of cereal cropping systems under semiarid conditions: minimum input, organic and conventional Applied Economy

    Pardo, Gabriel; Aibar, Joaquín; Cavero, José; Zaragoza, Carlos

    Abstract in Portuguese:

    Sistemas de cultivo como agricultura orgânica, cujos produtos têm custo mais alto, mas que promova sustentabilidade ambiental pela redução do uso de fertilizantes e pesticidas, pode ser mais lucrativo do que sistemas convencionais de cultivo. Efetuou-se uma avaliação econômica de três sistemas de cultivo num período experimental de sete anos, utilizando um sistema comum de rotação (pousio-cevada-ervilhaca-trigo duro), sem irrigação, em um local semi-árido da Espanha. O sistema de cultivo mínimo incluía aração com aiveca, preparo com cultivador, semeadura e colheita. O sistema convencional envolvia tratamentos com herbicidas e fertilizantes minerais, enquanto o sistema orgânico envolvia adubação com composto e controle mecânico de ervas invasoras. O sistema com maior retorno econômico foi o de cultivo mínimo, seguido do orgânico e do convencional. O sistema de cultivo mínimo foi o mais lucrativo quando o cereal foi vendido num preço mais alto no mercado orgânico. Sem essa diferença de preços os sistemas apresentaram lucratividades semelhantes.

    Abstract in English:

    Cropping systems like organic farming, selling products at a higher price and promoting environmental sustainability by reducing fertilizer and pesticides, can be more profitable than conventional systems. An economic evaluation of three cropping systems in a seven year period experiment was performed, using a common rotation (fallow-barley-vetch-durum wheat) in a semi-arid rainfed field of Spain. The minimum input system included mouldboard ploughing, cultivator preparation, sowing and harvest. The conventional system involved mineral fertilizer and herbicide treatments, while the organic system involved composted manure and mechanical weed control. The resulting economic margins were highest with the minimum input system, followed by the organic and conventional systems. If the cereal grain from the minimum input system was sold at a higher price on the organic market, this system was the most profitable. Without the price difference, the organic system was as profitable as the conventional one.
  • Physiological model to estimate the maturity of sugarcane Crop Science

    Scarpari, Maximiliano Salles; Beauclair, Edgar Gomes Ferreira de

    Abstract in Portuguese:

    A cultura da cana-de-açúcar (Saccharum spp.) é submetida a diferentes condições ambientais e de manejo durante o seu desenvolvimento, o que afeta diretamente a maturação. Assim, surge a necessidade de se quantificar as respostas da cultura aos diferentes estímulos para fins de planejamento. Modelos de previsão da qualidade da matéria-prima tornam-se ferramentas importantes na lavoura canavieira, em especial a previsão da curva de acúmulo de sacarose nos colmos, objetivando suprir estimativas de rendimento ao longo da safra, visando à caracterização das alternativas de manejo, aumentando a eficácia das decisões gerenciais e estratégicas. Desenvolveram-se modelos empíricos capazes de obter estimativas de ATR - Açúcar Total Recuperável nas variedades RB72454, SP81-3250 e SP80-1842 ao longo da safra, utilizando dados referentes aos fatores de produção. Foram analisados os resultados de colheita realizados no município de Piracicaba - SP, dos anos safras 1998/99, 1999/00, 2000/01, 2001/02 e 2002/03 considerando a maturação, idade do canavial, solos, variedades, florescimento e manejo, utilizando-se de modelos estatísticos de estimativa da maturação para estimar a safra 2003/04. Todos os modelos de previsão para cana-soca mostraram-se significativos, sendo uma ótima ferramenta de auxílio para o planejamento agrícola otimizado.

    Abstract in English:

    Sugarcane (Saccharum spp.) grows in different weather and management conditions which directly affect crop maturation. These conditions lead to the necessity of quantifying crop response to different stimuli for planning purposes. Forecast models for the quality of raw material are important tools in sugarcane farming, especially the forecast curve of sucrose accumulation in shoots. The goal of these models is to supply yield estimates during the crop cycle, aiming to characterize alternatives and to increase the efficacy for management and strategic decisions. The objective of this project was to develop empiric models capable of obtaining estimates of total recoverable sugar (TRS), for the varieties RB72454, SP81-3250 and SP80-1842 during the crop cycle, using reference data as the production factors. Sugarcane harvest results obtained in Piracicaba, State of São Paulo, Brazil were analyzed using the following parameters: maturation, stand age, type of soil, variety, flowering and management for the crops in the years 1998/99, 1999/00, 2000/01, 2001/02 and 2002/03. Models developed for these years were used to estimate TRS from the 2003/04 cropping season. All the forecast models for ratoon crops were significant indicating that they are an excellent tool to optimize agricultural planning.
  • Enriching nutritive value of cassava root by yeast fermentation Food Science And Technology

    Boonnop, Krisada; Wanapat, Metha; Nontaso, Ngarmnit; Wanapat, Sadudee

    Abstract in Portuguese:

    A mandioca (Manihot esculenta) é extensivamente cultivada nas regiões tropical e subtropical devido à sua habilidade de crescer em diveresas condições de clima e manejo. Experimentos foram efetuados para estudar o aumento do valor nutritivo de subprodutos derivados de raízes de mandioca (polpa fresca e raspas) por processos de fermentação. Amostras de raspas (RM) e de polpa fresca (PF) foram fermentadas por Saccharomyces cerevisiae, em condições de meio sólido-líquido durante 132 horas e secas a 30ºC. Foram avaliados a composição aproximada, composição mineral, aminoácidos essenciais e conteúdo de antinutrientes dos produtos obtidos. Houve aumentos (p < 0.01) em proteínas (30,4% em RM e 13,5% in PF) e conteúdo de gorduras (5,8% em RM e 3,0% in PF). Os subprodutos de mandioca fermentados por S. cerevisiae apresentaram baixos conteúdos de ácido hidrocianídrico (RM, 0,5 mg kg-1 e PF 47,3 mg kg-1). Houve aumento considerável de lisina nas raspas fermentadas (RMF). Valores aceitáveis de cor, textura e aroma das raspas de mandioca enriquecidas formam obtidos após 132 de bioprocessamento. Sugere-se que a RMF pode ser nutricionalmente melhorada para alimentação animal pelo uso de S. cerevisiae.

    Abstract in English:

    Cassava (Manihot esculenta) is extensively cultivated throughout the tropics and subtropics regions due to its ability to grow in diverse soil conditions and minimal management. Experiments were made to study the cassava root fermentation by yeasts in order to enhance the nutritive value of their products (fresh pulp and chips). Both cassava chip (CC) and fresh cassava root pulp (FCR) samples were fermented by Saccharomyces cerevisiae in solid-liquid media fermentation conditions during 132 hours and dried at 30ºC. Products were analyzed for proximate composition, mineral composition, essential aminoacids and antinutrient content. There were increases (p < 0.01) in protein (30.4% in CC and 13.5% in fermented cassava root -FCR) and fat contents (5.8% in CC and 3.0% in FCR). S. cerevisiae fermented cassava products had very low hydrocyanic acid (HCN) contents (CC, 0.5 mg kg-1 and FCR, 47.3 mg kg-1). There was a remarkable increase in lysine content in the fermented cassava chip (FCC). The best acceptability and organoleptic attributes (color, texture and aroma) of enriched cassava chip were achieved after 132h of bioprocessing. The results of this study suggest that FCC can be nutritionally improved with S. cerevisiae for animal feeding.
  • Extraction, partial characterization and susceptibility to Hg2+ of acid phosphatase from the microalgae Pseudokirchneriella subcapitata Plant Physiology And Biochemistry

    Jonsson, Claudio Martín; Aoyama, Hiroshi

    Abstract in Portuguese:

    Pseudokirchneriella subcapitata é uma alga verde unicelular amplamente distribuída em corpos d´agua e solos. Devido a sua natureza cosmopolita, seu uso é recomendado por protocolos nacionais e internacionais na realização de estudos de ecotoxicidade. A alteração da atividade de fosfatases por agentes poluentes de origem agrícola, como metais pesados, tem sido largamente usada como um biomarcador na avaliação de risco e biomonitoramento. No presente trabalho foi comparada a extração da fosfatase ácida de P. subcapitata por diferentes métodos e estudada a sua estabilidade, especificidade por substratos, cinética e efeito do Hg2+ no extrato bruto. O congelamento e descongelamento, associado com ultrassom, foi o método que proporcionou maior rendimento de extração. A enzima, praticamente estável por armazenamento a -20ºC, durante aproximadamente seis meses, demonstrou uma atividade ótima em pH 5 e um valor de Km para o p-nitrofenilfostato (pNPP) de 0,27 mM. Alguns substratos naturais foram hidrolisados com uma intensidade semelhante à do substrato sintético pNPP. Diferentemente dos estudos de exposição a curto prazo (24 horas), observou-se inibição da atividade específica nas culturas expostas durante 7 dias, com um valor de CE50 (concentração de Hg2+ que promove 50% de decréscimo da atividade específica) equivalente a 12,63 μM Hg2+.

    Abstract in English:

    Pseudokirchneriella subcapitata is a unicellular green algae widely distributed in freshwater and soils. Due to its cosmopolitan characteristic, its use is recommended by national and international protocols in ecotoxicity studies. The alteration of phosphatase activities by agriculture pollutants like heavy metals has been extensively used as a biomarker in risk assessment and biomonitoring. In this study, we compared the extraction of acid phosphatase from P. subcapitata by different procedures and we studied the stability, substrates specificity, kinetics and the effect of Hg2+ in the crude extract. The freezing and thawing technique associated with probe sonication was the most suitable method of extraction. The enzyme was stable when frozen at -20ºC for at least six months, showed an optimum pH of 5 and a Km value of 0.27 mM for p-nitrophenylphosphate (pNPP) as substrate. Some natural organic substrates were cleaved by a similar extent as the synthetic substrate pNPP. Short term exposure (24 hours) to Hg2+ had little effect but inhibition of the specific activity was observed after 7 days with EC50 (concentration of Hg2+ that promotes 50% decrease of specific activity) value of 12.63 μM Hg2+.
  • Heavy metals extractability in a soil amended with sewage sludge Soils And Plant Nutrition

    Marchi, Giuliano; Guilherme, Luiz Roberto Guimarães; Chang, Andrew C.; Nascimento, Clístenes Williams Araújo do

    Abstract in Portuguese:

    Poucos trabalhos têm sido realizados sobre a comparação da taxa de dessorção e da quantidade de metais extraídos sucessivamente por misturas de ácidos orgânicos que imitam a composição da rizosfera e por extratores usados na rotina em amostras de solo tratado com lodo de esgoto. Extrações de Zn, Cd, Ni, Cr e Cu foram realizadas em amostras de um solo de carga variável tratado com lodo de esgoto usando-se sete extratores: quatro misturas com ácidos orgânicos e três extratores usados na rotina (DTPA, Mehlich-I e acetato de amônio). Os resultados para uma única extração, em que o conteúdo de metais extraíveis foi determinado simplesmente extraindo-os do solo uma única vez, bem como após 15 extrações sucessivas, em que o resíduo sólido da primeira extração foi extraído sucessivamente por mais 14 vezes, foram analisados. A extractabilidade dos metais em uma extração simples foi, em geral, como segue: Mehlich-I > DTPA > ácidos orgânicos > NH4OAc. As mais elevadas taxas de extração seguiram a ordem: DTPA > Mehlich-I > ácidos orgânicos > NH4OAc. A maior extração de metais foi obtida com Mehlich-I, enquanto, o DTPA também extraiu alta quantidade de Zn, Cd, Ni e Cu em uma extração simples, bem como obteve as mais altas taxas de extração entre os extratores estudados. A transferência de metais do solo para as soluções de ácidos orgânicos foi mais lenta que para os extratores DTPA e Mehlich-I.

    Abstract in English:

    Few investigations have been carried out about the comparison of desorption rate and amount of heavy metals extracted successively by organic acid mixtures mimicking the rhizosphere and routine extractants in sewage sludge-amended soils. Extractions of Zn, Cd, Ni, Cr, and Cu were performed in samples of a sewage sludge-amended soil using seven extractants: four organic acid mixtures and three routine extractants (DTPA, Mehlich-I, and ammonium acetate). Results from single pass extractions, in which the extractable metal contents were determined by simply extracting the soil a single time, as well as from 15 successive extractions, in which the solid residues of the first extraction was successively extracted 14 additional times, of heavy metals were analyzed. The extractability of heavy metals in a single pass extraction was, in general, as follows: Mehlich-I > DTPA > organic acids > NH4OAc. The highest rates of extraction followed the general order: DTPA > Mehlich-I > organic acids > NH4OAc. While Mehlich-I presented the highest extractability of heavy metals among studied extractants, DTPA showed a high extractability of Zn, Cd, Ni, and Cu in a single extraction as well as the highest rates of extraction among the studied extractants. The transfer of heavy metals from soil to organic acid solutions is slower than to DTPA and Mehlich-I extractants.
  • First-order decay models to describe soil C-CO2 Loss after rotary tillage Soils And Plant Nutrition

    La Scala Jr., Newton; Lopes, Afonso; Spokas, Kurt; Archer, David Walter; Reicosky, Donald

    Abstract in Portuguese:

    Para entendimento do impacto do preparo do solo sobre as emissões de CO2 desenvolvemos e aplicamos dois modelos conceituais que são capazes de prever a emissão de CO2 do solo após seu preparo em função da emissão da parcela sem distúrbio, acrescida de uma correção devido ao preparo. Os modelos assumem que o carbono presente na matéria orgânica lábil segue uma cinética de decaimento de primeira ordem, dada pela seguinte equação: dCsoil (t) / dt = -k Csoil (t), e que a emissão de C-CO2 é proporcional a taxa de decaimento do C no solo, onde Csolo(t) é a quantidade de carbono lábil disponível no tempo (t) e k é a constante de decaimento (tempo-1). Duas suposições foram testadas para determinação das emissões após o preparo do solo (Fp): a constante de decaimento do carbono lábil do solo (k) antes e após o preparo é igual (Modelo 1) ou desigual (Modelo 2). Conseqüentemente, a relação entre os fluxos de C das parcelas sem distúrbio (F SD) e onde o preparo do solo foi conduzido (F P) são dadas por: F P = F SD + a1 e-a2t (modelo 1) e F P = a3 F SD e-a4t (modelo 2), onde t é o tempo após o preparo. Fluxos de CO2 previstos e observados relevam um bom ajuste dos resultados com coeficiente de determinação (R²) tão alto quanto 0,91. O modelo 2 produz um ajuste ligeiramente superior quando comparado com o outro modelo. A velocidade das pás da enxada rotativa foi relacionada a um aumento na quantidade de carbono lábil e nas modificações do tempo de residência médio do carbono lábil do solo após preparo. A vantagem desta metodologia é que a variabilidade temporal das emissões induzidas pelo preparo do solo pode ser descrita a partir de uma função analítica simples, que inclui a emissão da parcela sem distúrbio e um termo exponencial modulado por parâmetros dependentes do preparo e de condições ambientais onde o experimento foi conduzido.

    Abstract in English:

    To further understand the impact of tillage on CO2 emission, the applicability of two conceptual models was tested, which describe the CO2 emission after tillage as a function of the non-tilled emission plus a correction due to the tillage disturbance. Models assume that C in readily decomposable organic matter follows a first-order reaction kinetics equation as: dCsoil (t) / dt = -k Csoil (t), and that soil C-CO2 emission is proportional to the C decay rate in soil, where Csoil(t) is the available labile soil C (g m-2) at any time (t) and k is the decay constant (time-1). Two possible assumptions were tested to determine the tilled (F T) fluxes: the decay constants (k) of labile soil C before and after tillage are different (Model 1) or not (Model 2). Accordingly, C flux relationships between non-tilled (F NT) and tilled (F T) conditions are given by: F T = F NT + a1 e-a2t (model 1) and F T = a3 F NT e-a4t (model 2), where t is time after tillage. Predicted and observed CO2 fluxes presented good agreement based on the coefficient of determination (R² = 0.91). Model comparison revealed a slightly improved statistical fit of model 2, where all C pools are assigned with the same k constant. Rotary speed was related to increases in the amount of labile C available and to changes of the mean resident labile C pool available after tillage. This approach allows describing the temporal variability of tillage-induced emissions by a simple analytical function, including non-tilled emission plus an exponential term modulated by tillage and environmentally dependent parameters.
  • Soil erosion fragility assessment using an impact model and geographic information system Soils And Plant Nutrition

    Jorge, Luiz Alberto Blanco

    Abstract in Portuguese:

    A área de estudo, com 1566 ha, abrange uma microbacia hidrográfica, posicionada em local de relevo em contato reverso-frente de cuesta-depressão periférica paulista, inclusa na Bacia do Rio Capivara, no município de Botucatu, Estado de São Paulo. Esse ambiente é frágil, podendo sofrer diferentes formas de impactos negativos, dentre as quais a erosão hídrica do solo. O objetivo principal foi desenvolver uma metodologia, com auxílio do sistema de informações geográficas ILWIS v. 3.3 para Windows, para avaliar a fragilidade à erosão do solo em diferentes posições na microbacia. Um modelo de impacto foi criado para gerar o plano de fragilidade à erosão do solo, com base em quatro planos temáticos relacionados com indicadores de fragilidade a erosão hídrica: uso e cobertura do solo, declividade, percentagem de areia fina e acúmulo de fluxo de água. Em um primeiro passo, excetuando-se o uso e cobertura do solo, as outras três variáveis foram descritas por planos numéricos contínuos em estrutura raster. O plano de uso e cobertura do solo pôde ser representado também por valores numéricos, associados a pesos atribuídos a cada classe, a partir de uma matriz de comparação por pares, considerando-se o método de hierarquia analítica. Realizou-se uma checagem de campo final, em que foram registradas evidências de processos erosivos, naquelas áreas apontadas como apresentando maiores níveis de fragilidade, ou seja, locais com declividade acentuada, solo com alta percentagem de areia fina, tendência de acúmulo de fluxo superficial de água e ocupadas por pastagem. A metodologia desenvolvida pode ser usada no diagnóstico de problemas ambientais em locais com condições similares às da área de estudo.

    Abstract in English:

    A study was taken in a 1566 ha watershed situated in the Capivara River basin, municipality of Botucatu, São Paulo State, Brazil. This environment is fragile and can be subjected to different forms of negative impacts, among them soil erosion by water. The main objective of the research was to develop a methodology for the assessment of soil erosion fragility at the various different watershed positions, using the geographic information system ILWIS version 3.3 for Windows. An impact model was created to generate the soil's erosion fragility plan, based on four indicators of fragility to water erosion: land use and cover, slope, percentage of soil fine sand and accumulated water flow. Thematic plans were generated in a geographic information system (GIS) environment. First, all the variables, except land use and cover, were described by continuous numerical plans in a raster structure.The land use and cover plan was also represented by numerical values associated with the weights attributed to each class, starting from a pairwise comparison matrix and using the analytical hierarchy process. A final field check was done to record evidence of erosive processes in the areas indicated as presenting the highest levels of fragility, i.e., sites with steep slopes, high percentage of soil fine sand, tendency to accumulate surface water flow, and sites of pastureland. The methodology used in the environmental problems diagnosis of the study area can be employed at places with similar relief, soil and climatic conditions.
  • Sesbania virgata stimulates the occurrence of its microsymbiont in soils but does not inhibit microsymbionts of other species Soils And Plant Nutrition

    Florentino, Ligiane Aparecida; Guimarães, Ana Paula; Rufini, Márcia; Silva, Krisle da; Moreira, Fátima Maria de Souza

    Abstract in Portuguese:

    A espécie de leguminosa Sesbania virgata estabelece uma simbiose especifica e eficiente com Azorhizobium doebereinerae. Estudos prévios indicam que a ocorrência de A. doebereinerae esta relacionada à presença de S. virgata. Avaliou-se a ocorrência de A. doebereinerae e de outras Bactérias Fixadoras de Nitrogênio Nodulíferas em Leguminosas (BFNNL) em amostras de solos coletadas próximo e a 10 metros do caule de cinco plantas de S. virgata em áreas de pastagem. As características simbióticas de isolados das populações dessas BFNNL foram também estudadas. Para captura de A. doebereinerae e de outras BFNNL, essas amostras de solos foram inoculadas em S. virgata e nas leguminosas promíscuas Leucaena leucocephala, Macroptilium atropurpureum, Phaseolus vulgaris e Vigna unguiculata. Todas as amostras de solos apresentaram BFNNL capazes de nodular, pelo menos, uma espécie. M. atropurpureum foi a espécie mais promíscua capturando um grande número de tipos culturais de BFNNL das suspensões de solo. As outras espécies foram menos promíscuas na seguinte ordem: V. unguiculata, P. vulgaris, e L. leucocephala. Os isolados das espécies hospedeiras consideradas promíscuas foram agrupados em sete tipos culturais. Um desses grupos, isolado de todas as espécies promiscuas, apresentou crescimento rápido e reação alcalina em meio de cultura (como Azorhizobium) e foi identificado como Cupriavidus. Este é o primeiro relato da simbiose de Cupriavidus com espécies de Papilionoideae. A simbiose de BFNNL com as demais espécies teve eficiência variável, mas foi sempre menor que a da adubação nitrogenada e da estirpe recomendada como inoculante. S. virgata formou simbiose somente com A. doebereinerae, a qual foi mais freqüente nas amostras de solos coletadas próximo ao caule da planta, corroborando alto estímulo deste microsimbionte por sua espécie hospedeira. Uma alta diversidade de BFNNL ocorre saprofiticamente próximo ao sistema radicular de S. virgata.

    Abstract in English:

    The legume species Sesbania virgata establishes a specific and efficient symbiosis with Azorhizobium doebereinerae. Previous studies have shown that A. doebereinerae occurrence correlates to the presence of S. virgata. This work aimed to evaluate the occurrence of A. doebereinerae and of other nitrogen-fixing Leguminosae-nodulating bacteria (NFLNB) in soil samples collected adjacent to and 10 m away from the stems of five S. virgata plants in pasture areas. Symbiotic characteristics of isolates from these NFLNB populations were also studied. S. virgata and the four promiscuous legume species Leucaena leucocephala, Macroptilium atropurpureum, Phaseolus vulgaris and Vigna unguiculata were inoculated with soil samples to trap A. doebereinerae and other NFLNB. NFLNB capable of inducing nodulation in at least one of these legumes were found in all samples. M. atropurpureum was the most promiscuous species, as it trapped the highest number of NFLNB cultural types from soil suspensions. The other species were less promiscuous in the following order: V. unguiculata, P. vulgaris, and L. leucocephala. Isolates of the promiscuous legumes were classified into seven cultural groups. One of these groups, isolated from all promiscuous species, showed fast-growth alkali-reaction in culture medium (like Azorhizobium); it was identified as Cupriavidus. This is the first report of symbiosis of Cupriavidus with Papilionoideae species. The symbiotic efficiency of promiscuous hosts with NFLNB varied, but it was always less than that of controls with mineral nitrogen or an inoculant strain. S. virgata was efficiently nodulated only by A. doebereinerae, which occurred mainly in samples collected close to the plant stem, corroborating a high stimulus by its host species. A high diversity of NFLNB occurs as saprophytes close to the S. virgata root system.
  • Arbuscular mycorrhizal fungal communities in native and in replanted Araucaria forest Soils And Plant Nutrition

    Moreira, Milene; Baretta, Dilmar; Tsai, Siu Mui; Cardoso, Elke Jurandy Bran Nogueira

    Abstract in Portuguese:

    A Araucaria angustifolia é uma importante conífera brasileira, mas encontra-se ameaçada de extinção. Levantaram-se dados sobre a diversidade de fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) em florestas de Araucaria angustifolia, visando a discriminar entre as comunidades de FMAs associadas com ecossistemas natural, implantado e impactado pela ação antrópica. Foram selecionados três ecossistemas representativos da região de Campos do Jordão (estado de São Paulo), sendo: (i) Floresta nativa com predominância de araucária, em clímax, sem interferência antrópica (FN); (ii) Floresta de araucária introduzida em 1959 (RE); e (iii) Floresta de araucária introduzida em 1958, submetida a uma queima acidental em julho de 2001 (RF). As coletas de solo rizosférico foram realizadas, na profundidade 0-20 cm, ao redor de cada árvore e a 2 m do tronco, nos meses de maio e outubro de 2002. Determinaram-se a densidade, diversidade, esporulação, colonização radicular e realizou-se a identificação morfológica dos FMAs. Os índices ecológicos R (Riqueza de espécies), Is (índice de dominância de Simpson) e H (índice de diversidade de Shannon) foram calculados. Os dados foram submetidos à análise univariada (two-way ANOVA) e análise de correspondência (AC). Considerando os dois períodos de amostragem e os três ecossistemas estudados, foram identificadas 26 espécies de FMAs, sendo os gêneros Acaulospora e Glomus os mais freqüentes. Não houve diferenças para R, Is e H entre as três áreas estudadas. A AC demonstrou que houve separação espacial entre as três áreas e quais foram às espécies de FMAs preferencialmente associadas em cada área.

    Abstract in English:

    Araucaria angustifolia is an important Brazilian conifer, but it is endangered of extinction due to excessive logging. The objective of the present case study was to survey data on the diversity of AMF in Araucaria angustifolia forests, and to learn whether it is possible to discriminate between the AMF communities associated with natural, introduced, and impacted-by-anthropogenic-action ecosystems. Three ecosystems representative of the Campos do Jordão (São Paulo State, Brazil) region were selected, as follows: (i) a native climax forest, with predominance of Araucaria trees, without anthropogenic interference (NF), (ii) Araucaria forest introduced in 1959 (RE), and (iii) Araucaria forest introduced in 1958, submitted to accidental fire in July 2001 (RF). Sampling of rhizosphere soil was performed at a 0-20 cm depth around each Araucaria tree, and 2 m from the trunk, in the months of May and October, 2002. AMF spores were separated from the soil, counted, and taxonomically identified, while the roots were evaluated for mycorrhizal colonization. The ecological indices R (Richness), Is (Simpson's dominance index) and H (Shannon's diversity index) were calculated. All the data were submitted to univariate (two-way ANOVA) and correspondence analysis (CA). Considering both samplings and the three areas, twenty-six AMF species were found, distributed among five genera, Acaulospora and Glomus being the most frequent ones. There were no differences among the three areas for R, Is, and H. CA demonstrated that there is a spatial separation among the three areas, and the AMF that preferentially associated with each area.
  • Microsatellite markers for identification of a group of italian olive accessions Note

    Muzzalupo, Innocenzo; Stefanizzi, Francesca; Salimonti, Amelia; Falabella, Rosanna; Perri, Enzo

    Abstract in Portuguese:

    A caracterização de cultivares na produção de mudas certificadas exige técnicas rápidas, eficientes e confiáveis. Marcadores microssatélites (SSR) foram utilizados objetivando a caracterização molecular de 23 genótipos de Olea europaea subsp europaea. O DNA das cultivares foi analisado por meio de nove primers SSR pré-selecionados (GAPU59, GAPU71A, GAPU71B, GAPU103A, UDO99-01, UDO99-12, UDO99-28 and UDO99-39) e reveleram um total de 29 alelos que permitiram individualizar cada um dos genótipos. No dendrograma, os nove primers permitiram a separação dos 23 genótipos, em subgrupos. Os SSR foram eficientes e confiaveis para a caracterização molecular de cultivares italianeo de oliva.

    Abstract in English:

    Cultivar characterization for fruit trees certification requires fast, efficient and reliable techniques. Microsatellite markers (SSR) were used in the molecular characterization of 23 genotypes of Olea europaea subsp europaea. The DNA from the olive cultivars was analyzed using nine pre-selected SSR primers (GAPU59, GAPU71A, GAPU71B, GAPU103A, UDO99-01, UDO99-12, UDO99-28 and UDO99-39) and revealed 29 alleles, which allowed each genotype to be identified. In the dendrogram, the nine primers allowed the 23 olive genotypes to be grouped into subgroups corresponding to the same cultivar denominations. SSR markers proved to be efficient and reliable for the molecular characterization of Italian olive cultivars.
  • Microsporogenesis in Brachiaria bovonei (Chiov.) Robyns and B. subulifolia (Mez) Clayton (Poaceae) Note

    Risso-Pascotto, Claudicéia; Pagliarini, Maria Suely; Valle, Cacilda Borges do

    Abstract in Portuguese:

    Algumas espécies africanas de Brachiaria foram introduzidas nas Américas e tornaram-se importantes pastagens nos trópicos. Novas cultivares podem ser obtidas por seleção direta da variabilidade genética existente na coleção de germoplasma ou por hibridização interespecífica. Poliploidia é predominante no gênero Brachiaria e correlacionada com apomixia, o que complica a hibridização. O objetivo dos estudos citogenéticos na coleção de germoplasma de Brachiaria da Embrapa Gado de Corte é determinar o número de cromossomos e o comportamento meiótico dos acessos. A microsporogênese foi avaliada em dois acessos de Brachiaria bovonei (BO01 e BO05) e um acesso de B. subulifolia (SU01). BO01 é pentaplóide (2n = 5x = 45), BO05 é tetraplóide (2n = 4x = 36), e SU01 é hexaplóide (2n = 6x = 54), todos derivados de x = 9. Anormalidades meióticas típicas de poliplóides, caracterizadas por migração precoce de cromossomos para os pólos em metáfases, cromossomos retardatários em anáfases, e micronúcleos em telófases e tétrades foram observadas em alta freqüência em todos os acessos gerando gametas geneticamente desbalanceados. Ambos os acessos de B. bovonei apresentaram aderências cromossômicas. Os resultados são discutidos sob o ponto de vista dos objetivos do melhoramento genético.

    Abstract in English:

    Some African species of Brachiaria have been introduced into the Americas and became the most important forage for pastures in the tropics. New cultivars can be obtained either from direct selections from the natural existing variability in the germplasm collections or from interspecific hybridizations. Polyploidy is predominant in the genus Brachiaria and correlated with apomixis which complicates hybridization. The objective of cytological studies underway on the Brachiaria germplasm collection at Embrapa Beef Cattle is to determine the chromosome number and meiotic behavior of accessions. For the breeding of Brachiaria species, compatible sexual and apomictic accessions need to be identified. Microsporogenesis was evaluated in two accessions of Brachiaria bovonei (BO01 and BO05) and one accession of B. subulifolia (SU01). BO01 is pentaploid (2n = 5x = 45), BO05 is tetraploid (2n = 4x = 36), and SU01 is hexaploid (2n = 6x = 54), derived from x = 9. Meiotic abnormalities typical of polyploids, characterized by precocious chromosome migration to the poles in metaphases, laggard chromosomes in anaphases, and micronuclei in telophases and tetrads, were recorded in high frequency in all the accessions generating unbalanced gametes. Both accessions of B. bovonei presented chromosome stickiness. The results are discussed in the view of the Brachiaria breeding program objectives.
  • Soils and agriculture in central-west and north Brazil Point Of View

    Buol, Stanley W.

    Abstract in Portuguese:

    A moderna ciência de solo, liderada pelas suas pesquisas no Brasil, tem possibilitado a utilização de vastas áreas de solos, durante muito tempo não cultivados por serem avaliados como inaptos para uma intensiva produção de alimentos. Hoje, ao contrário, constata-se que essas terras são altamente produtivas para a agricultura. Estas pesquisas vêm mostrando que alguns atributos naturais destes solos, como acidez, baixos teores de matéria orgânica, baixa capacidade de troca de cátions, além de altos teores de óxidos de ferro e/ou de alumínio - considerados como obstáculos à produção de boas colheitas em latitudes tropicais - podem ser superados. Com a continuação do desenvolvimento das infra-estruturas necessárias para alavancar ainda mais a agricultura comercial, o Brasil tem potencial para, em breve, liderar o mundo no que tange ao fornecimento de alimentos para as crescentes populações humanas.

    Abstract in English:

    Modern soil science, spearheaded by research in Brazil has facilitated the utilization of vast areas of previously uncultivated soil long considered unsuitable for human food production into highly productive agricultural land. Naturally acid soils with high contents of aluminum and iron oxides and low CEC values and organic matter contents long considered insurmountable obstacles to crop production in tropical latitudes could be extremely productive. With continued development of the infrastructure needed by commercial agriculture Brazil has the potential to lead the world in its quest to provide food for growing human populations.
  • Erratum

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