Sowing depth and light intensity in the emergence and development of monocotyledonous weeds

This study aimed to evaluate the effects of different sowing depths and light intensities on the emergence and development of the monocot weed species, Urochloa decumbens and Cenchrus echinatus, under field conditions. Each species constituted an experiment, and the experimental design was completely randomized with four replicates. The treatments were arranged in a 6 x 4 factorial scheme, with six sowing depths (0.5, 1.0, 2.0, 4.0, 8.0, and 12.0 cm) associated with four solar radiation intensities (100%, 70%, 50%, and 30%) obtained through the use of shading screens. Seedling emergence capacity was evaluated daily to obtain the emergence percentage and speed index. Plant height, floral induction time, and plant dry matter at flowering were measured. Even when subjected to different solar radiation intensities, U. decumbens and C. echinatus seedlings emerged at all the sowing depths. Sowing between 2.0- and 4.0-cm depths favored the emergence of seedlings of U. decumbens and C. echinatus. However, sowing at 12-cm depth reduced the emergence of both species regardless of the solar radiation intensity. Urichloa decumbens plants grown under conditions of greater shading showed the lowest values of height and dry matter accumulation during flowering. High levels of shading facilitated only the etiolation of C. echinatus plants. Increased shading flowering time in both species compared to full sunlight.

Development of EST-SSR markers in Cenchrus ciliaris and their applicability in studying the genetic diversity and cross-species transferability

Most of the grasses of the genus Cenchrus (20–25 species) and Pennisetum (80–140 species) are distributed throughout the tropical and subtropical regions of the world and reproduce both by sexual and apomictic modes. However, the relationships among the Cenchrus–Pennisetum species are not very clear yet. Molecular markers like expressed sequence tag-simple sequence repeats (EST-SSRs) have been reported to be a better choice for resolving the phylogenetic relationships and to estimate the genetic diversity. The present study describes the identification of EST-SSR markers based on the transcriptome data of Cenchrus ciliaris inflorescence and illustrates the genetic diversity and phylogenetic relationships among these species. Of the 378 primer pairs used across 33 accessions of 21 Cenchrus, Pennisetum, and related grass (Bothriochloa, Dichanthium and Panicum) species, 116 EST-SSR markers were found to be polymorphic with an average polymorphism information content (PIC) of 0.49. Fifty-one EST-SSR loci and 520 alleles showed that where the PIC value is >0.5 there the GAG repeat motif was highly polymorphic. Two EST-SSR markers, CcSSR_80 and CcSSR_102, are polymorphic among the Cenchrus species, while they are absent in Pennisetum and the allied species. Five SSR markers (CcSSR_75, CcSSR_85, CcSSR_87, CcSSR_88 and CcSSR_114) showed 100% cross-transferability among the 21 Cenchrus–Pennisetum species. Species-specific alleles could also be detected for seven species of Cenchrus, Pennisetum and Panicum across 10 SSR markers. Assay of polymorphism across these agamic complexes showed that the three SSR markers (CcSSR_26, CcSSR_97 and CcSSR_109) were associated with Cenchrus–Pennisetum complex, and one (CcSSR_47) with Bothriochloa–Dichanthium complex. Markers with high discriminating power, namely CcSSR_4, CcSSR_38, CcSSR_48, CcSSR_66, CcSSR_67 and CcSSR_70, can be used to estimate the allelic sequence divergence across the sexual and apomictic lineages. Genetic diversity analysis using neighbour-joining (NJ) and principal co-ordinate analysis (PCoA) based approaches showed six and five clusters for the 33 accessions, respectively, having congruence in the pattern of clustering. These accessions were grouped according to their mode of reproduction. Cenchrus and Pennisetum species were grouped separately within the same clade, implying monophyletic group within a ‘bristle clade’. Thus, this study showed high discrimination power of microsatellite (EST-SSR) markers to resolve the phylogenetic relationships.

El kikuyo, una gramínea presente en los sistemas de rumiantes en trópico alto colombiano / Kikuyu, present grass in ruminant production systems in tropic Colombian highlands / Kikuyo, uma gramínea presente em sistemas de ruminantes no alto trópico colombiano

Resumen Los sistemas de producción de rumiantes en Colombia están soportados en el uso de forrajes, principalmente el kikuyo en el trópico alto (Cenchrus clandestinus, previamente Pennisetum clandestinum). El objetivo de este trabajo fue recopilar la información relacionada con el kikuyo e identificar nuevos campos de investigación que permitan promover un manejo eficiente y sostenible de los sistemas de producción bovino soportados en praderas de kikuyo. Los trabajos sugieren que el kikuyo presenta gran resiliencia ante condiciones ambientales adversas, lo que lo perfilan como una especie de interés ante los nuevos escenarios de variabilidad climática. Además, la literatura reporta estrategias de manejo que promueven el aumento en la producción animal, el mejoramiento en la calidad final del producto y la disminución en el impacto sobre el ambiente. Sin embargo, el kikuyo presenta limitaciones en la respuesta agronómica y composicional que hace necesario desarrollar trabajos de investigación que permitan profundizar en el conocimiento de las relaciones entre las condiciones edafoclimáticas y de manejo que promueva el desarrollo de modelos de optimización de los sistemas de producción. Finalmente, se debe promover programas que permitan conocer las características fenotípicas y genotípicas del kikuyo y definir programas de mejoramiento genético que potencialicen la expresión de esta gramínea en condiciones ambientales específicas.

Abstract Colombian ruminants' systems are supported in grasslands, mainly kikuyu in highlands (Cenchrus clandestinus, previously Pennisetum clandestinum). The objective of this work was to compile information related to kikuyu and identify new research areas to promote an efficient and sustainable ruminants' systems supported in kikuyu. The literature suggests that kikuyu presents great resilience to adverse environmental conditions, especially in new scenarios of climatic variability. In addition, literature reports management strategies to improve animal production, product quality and reduce environmental impact. However, kikuyu presents limitations of agronomic and compositional response, that makes necessary to develop research works that allow increase knowledge between edafo-climatic relations and management conditions to development optimization models for kikuyu production systems. Finally, it is necessary to promote phenotype and genotype studies and define genetic improvement programs to enhance grass expression under specific environmental conditions.

Resumo Os sistemas de produção de ruminantes na Colômbia são baseados na utilização de forragens, principalmente kikuyo nos trópicos superiores (Cenchrus clandestinus, anteriormente Pennisetum clandestinum). O objetivo deste trabalho foi coletar informações relacionadas à kikuyo e identificar novos campos de pesquisa que promovam o manejo eficiente e sustentável de sistemas de produção bovino alimentados com pastagens de kikuyo. Estudos sugerem que o kikuyo tem grande resiliência a condições ambientais adversas, despertando grande interesse tendo em vista os novos cenários de variabilidade climática. Além disso, a literatura relata estratégias de manejo que promovem o aumento da produção animal, a melhoria na qualidade final do produto e a diminuição do impacto no meio ambiente. Entretanto, o kikuyo apresenta limitações no que diz respeito à resposta agronômica e composição necessárias para desenvolver pesquisas que aprofundem a compreensão das relações entre as condições e manejo do solo e o clima que promovam o desenvolvimento de sistemas de modelos de otimização da produção. Finalmente, devem ser desenvolvidos programas que permitam conhecer as características fenotípicas e genotípicas desta forragem, além de definir programas de melhoramento genético que potencializem a expressão dessa gramínea em condições ambientais específicas.

Evaluación de suplementos alimenticios conteniendo torta de higuerilla sobre la degradación in situ de dietas con pasto kikuyo y la producción lechera en vacas Holstein / Evaluation of dietary supplements containing castor cake on in situ degradation, diets with Kikuyu grass and dairy production in Holstein cows / Avaliação de suplementos dietéticos contendo torta do higuerilla na degradação in situ dietas com grama Kikuyu e produção leiteira em vacas Holstein

Resumen La torta de higuerilla es un subproducto protéico proveniente de la extracción mecánica del aceite de ricino, la cual podría remplazar fuentes proteicas importadas en suplementos para ganado lechero. Se realizaron dos experimentos con el propósito de evaluar el efecto de la suplementación con torta de higuerilla sobre la degradación in situ de la MS, PB, FDN y la producción de leche de vacas Holstein. En el experimento 1, se utilizaron tres vacas fistuladas al rumen, bajo un diseño experimental de bloques completos al azar. Se evaluaron cinco suplementos con cinco niveles de inclusión de torta de higuerilla (0, 8, 16, 24 y 32%), los cuales conformaron parte de cinco dietas compuestas por 70% de pasto Cenchrus clandestinus y 30% del respectivo suplemento. La inclusión entre 8 y 16% de torta de higuerilla en el suplemento no afectó (P>0,05) los parámetros de degradación de las fracciones evaluadas. En el experimento 2, se evaluó un suplemento alimenticio conteniendo 10% de torta de higuerilla tratada con CaOH2 sobre el consumo de forraje, producción y calidad de la leche en vacas Holstein en el primer tercio de lactancia, comparándolo con un concentrado conteniendo 10% de torta de soya. Se utilizaron ocho vacas, las cuales fueron asignadas aleatoriamente a uno de dos tratamientos, en un diseño experimental de Sobre Cambio o Change-Over Simple o Cross-Over 2 x 2. La suplementación con concentrado conteniendo 10% de torta de higuerilla tratada con CaOH2, no afecto el consumo de MS, la producción y composición de la leche.

Abstract Meat castor cake is a protein byproduct from the mechanical extraction of castor oil, which could replace imported protein sources in dairy supplements. Two experiments were carried out with the purpose of evaluating the effect of the supplementation with castor cake on the in situ degradation of DM, CP, NDF and milk yield of Holstein cows. In experiment 1, three rumen fistulated cows were used, under an experimental design of complete random blocks. Five supplements were evaluated with five levels of inclusion of castor cake (0, 8, 16, 24 and 32%), which formed part of five diets composed of 70% of grass kikuyo, Cenchrus clandestinus and 30% of the respective supplement. The inclusion of 8 to 16% of castor cake in the supplement did not affect (P> 0.05) the degradation parameters of the fractions evaluated. In experiment 2, a feed supplement containing 10% CaOH2-treated castor cake was evaluated for feed intake, milk yield and quality in Holstein cows in the first third of lactation, comparing it to a concentrate containing 10% soy cake. Eight cows were used, which were randomly assigned to one of two treatments, in an experimental or Change-Over Simple or 2 x 2 Cross-Over design. Supplementation with concentrate containing 10% of castor cake treated with CaOH2 did not affect DM consumption, milk production and composition.

Resumo O torta do Higuerilla é um subproduto de proteína da extração mecânica do óleo de rícino, que pode substituir as fontes de proteína importadas em suplementos de produtos lácteos. Foram realizados dois experimentos com o objetivo de avaliar o efeito da suplementação com torta de higuerilla sobre a degradação in situ de DM, CP, NDF e produção de leite de vacas Holstein. No experimento 1, foram utilizadas três vacas fissuladas no rúmen, sob um delineamento experimental de blocos completos ao acaso. Cinco suplementos foram avaliados com cinco níveis de inclusão de torta de higuerilla (0, 8, 16, 24 e 32%), que faziam parte de cinco dietas composta por 70% de grama Cenchrus clandestinus e 30% do respectivo suplemento. A inclusão de 8 a 16% de bolo no suplemento não afetou (P> 0,05) os parâmetros de degradação das frações avaliadas. No experimento 2, foi avaliado um suplemento alimentar contendo bolo de manga de 10% tratado com CaOH2 quanto à ingestão de alimentos, rendimento e qualidade do leite em vacas Holstein no primeiro terço da lactação, comparando-o com um concentrado contendo 10% Bolo de soja Foram utilizadas oito vacas, que foram distribuídas aleatoriamente para um dos dois tratamentos, em um projeto experimental de Over Change ou Over-Change ou Cross-Over 2 x 2. Suplemento de concentrado contendo 10% de bolo de manga manchado com CaOH2 , não afetaram o consumo de DM, a produção de leite e a composição.

Productivity and morphological characteristics of buffel grass intercropped with butterfly pea under shade conditions / Características morfológicas e produtivas do capim buffel em consórcio com cunhã sob sombreamento

Forage production in the Brazilian semiarid region can be enhanced by irrigation and shading to maximize water use. We evaluated the productivity and morphological characteristics of buffel grass (Cenchrus ciliaris) intercropped with butterfly pea (Clitoria ternatea) under shade conditions using an irrigated area with an artificial shading system (26, 39, 55%, or full sunlight). Butterfly pea was implemented in half of the land parcels in a randomized block using a split plot design with three replications. One hundred twenty days after planting was designated as the uniformity cut and the cutting was performed every 45 days for four consecutive cycles. The morphological analysis was performed during the first and fourth cycle, and the herbage mass was determined. The shadow had a quadratic effect on the leaf appearance rate in the first cycle, while shading had a quadratic deviation effect on the leaf elongation rate in the second cycle and an increased linear effect on the length of the sheet in the first cycle. Shading had a quadratic effect on the herbage mass in the third cycle and decreased linearity in the fourth cycle. The highest percentage of buffel grass was found in the single system in the first and second cycles. In addition, we observed a decreased linear effect of shade in the first cycle and the quadratic deviation effect of shade in the second cycle. A quadratic effect of shade was observed in the third and fourth cycles. The survival of the butterfly pea had a quadratic effect with a minimum rate level of 21% shading. The crude protein content showed a system effect in four cycles with higher crude protein in the intercropping system in the first and second cycles. There was also a quadratic effect of shade in the third cycle and linear increase in the fourth cycle. In conclusion, shading increased the leaf appearance rates and elongation at intermediate levels. In addition, a high level of shading increased the leaf length and survival of butterfly pea while it decreased the mass of the forage produced.

A produção de forragem na região semiárida brasileira pode ser intensificada com a irrigação e o sombreamento, maximizando o uso da água. Com o objetivo de avaliar as características produtivas e morfológicas do Capim Buffel (Cenchrus ciliaris) consorciado com Cunhã (Clitoria ternatea), sob sombreamento, foi utilizada uma área irrigada com sistema de sombreamento artificial (26, 39, 55% ou pleno sol). Foi implantada Cunhã em metade das parcelas em delineamento de blocos casualizados em esquemas de parcelas subdivididas com três repetições. Após 120 dias foi realizado o corte de uniformização e a cada 45 dias foram realizados os cortes por quatro ciclos consecutivos, sendo realizadas análises morfológicas e determinada a massa de forragem no 1.º e 4º ciclos. Houve efeito quadrático para sombra na taxa de aparecimento foliar no 1º ciclo, efeito de desvio da quadrática para sombreamento na taxa de alongamento foliar no 2º ciclo e efeito linear crescente para sombreamento no comprimento da folha no 1º ciclo. A massa de forragem apresentou efeito quadrático para sombreamento no 3º ciclo e efeito linear decrescente no 4º ciclo. O maior percentual de Capim Buffel foi encontrado no sistema solteiro no 1º e 2º ciclos. Foi observado efeito linear decrescente para sombra no 1º ciclo e de desvio da quadrática para sombra no 2º ciclo. Já no 3º e 4º ciclos houve efeito quadrático para sombra. A sobrevivência da Cunhã apresentou efeito quadrático com taxa mínima em 21% de sombreamento. O teor de proteína bruta apresentou efeito de sistema nos quatro ciclos, sendo encontrados maiores teores de proteína bruta no sistema consorciado no 1º e 2º ciclos. Houve ainda efeito quadrático para sombra no 3º ciclo e efeito linear crescente no 4º ciclo. Conclui-se que o sombreamento promove aumento nas taxas de aparecimento e alongamento foliar em níveis intermediários. Além disso, alto nível o sombreamento promove aumento do comprimento foliar, eleva a sobrevivência da Cunhã e diminui a produção de massa de forragem.

Variación de caracteres morfológicos del pasto kikuyo (Cenchrus clandestinus) en el trópico alto de Antioquia / Morphological variation of characters of kikuyu grass ( Cenchrus clandestinus ) in the high tropics of Antioquia / Variação de caracteres morfológicos de Kikuyu Grass (Cenchrus clandestinus) na alta Trópico de Antioquia

Resumen El pasto kikuyo (Cenchrus clandestinus) representa cerca del 80% de la base de toda la alimentación forrajera de la lechería especializada del país. El objetivo de este trabajo fue evaluar y comparar algunos caracteres morfológicos en poblaciones del pasto kikuyo ubicadas en el trópico alto Antioqueño. Se recolectaron 384 muestras de material vegetativo en tres zonas del departamento de Antioquia. Para cada muestra se estableció ancho y largo de la lámina, longitud de entrenudos, diámetro de entrenudos, ancho de los nudos, y ancho y largo de la vaina. Con el fin de representar en un espacio geométrico bidimensional las proximidades existentes entre las unidades experimentales colectadas en los diferentes municipios, se realizó un análisis de escalamiento multidimensional (MDS). Adicionalmente los resultados se analizaron mediante modelos lineales generalizados (GLM) usando cada medida como variable dependiente. El municipio tuvo un efecto altamente significativo (p<0.01) sobre todos los caracteres morfológicos medidos. Para la característica diámetro entrenudos, ancho entrenudos, lamina y vaina; los días del descanso y la altitud, tuvieron un efecto altamente significativo (p<0.01). Aunque no se encontró un patrón de similitudes entre las características morfológicas, los efectos incluidos en los modelos fueron todos estadísticamente significativos para cada uno de estos caracteres Para establecer mejores resultados que puedan ser potenciales para futuros programas de mejoramiento genético se recomienda asociar dicha información con estudios de diversidad y variación genética.

Abstract The kikuyu grass (Cenchrus clandestinus) represents about 80% of the base of all the forage supply of specialized dairy country. The aim of this study was to evaluate and compare some morphological characters in kikuyu grass populations located in the high tropics Antioqueño. 384 samples of plant material were collected in three areas of the department of Antioquia. For each sample width and length of the lamina, internode length, diameter internode, width node, width and length of the sheath it was established. In order to represent a two-dimensional geometric space in existing proximity between experimental units collected in different municipalities, an analysis of multidimensional scaling (MDS) it was performed. In addition the results were analyzed using generalized linear models (GLM) using each measure as dependiente variable. The municipality had a highly significant (p <0.01) on all measured morphological characters. For the characteristic diameter internodes, wide internodes, lamina and sheath; the days of rest and altitude, had a highly significant effect (p <0.01). Although a pattern of similarities between morphological characteristics were found, the effects included in the models were all statistically significant for each of these characters To establish better results that may be potential for future breeding programs is recommended to associate this information with studies diversity and genetic variation.

Resumo A grama kikuyu (Cenchrus clandestinus) representa cerca de 80% da base de toda a oferta de forragem país leiteiro especializado. O objetivo deste estudo foi avaliar e comparar alguns caracteres morfológicos em populações pennisetums Antioqueño localizadas nas altas trópicos. 384 amostras de material vegetal foram coletadas em três áreas do departamento de Antioquia. Para cada largura da amostra e comprimento da lâmina, comprimento dos entrenós, entrenudos diâmetro, nós largura, largura e comprimento da bainha foi estabelecido. A fim de representar um espaço geométrico bidimensional na proximidade existente entre as unidades experimentais coletados em diferentes municípios, uma análise de escalonamento multidimensional (MDS) foi realizada. Além disso, os resultados foram analisados ​​usando modelos lineares generalizados (GLM), utilizando cada medida como variável dependiente. O município tinha uma correlação altamente significativa (p <0,01) em todos os caracteres morfológicas medidos. Para a função de diâmetro entrenudos, entrenós de largura, lâmina e bainha; os dias de descanso e a altitude, teve um efeito altamente significativo (p <0,01). Embora um padrão de semelhanças entre as características morfológicas não foi foram encontrados, os efeitos incluídas nos modelos foram todas estatisticamente significativas para cada um desses personagens Para estabelecer melhores resultados que podem ser potencial para futuros programas de melhoramento é recomendado para associar esta informação com estudos diversidade e variação genética.

Tillering dynamic and structural characteristics of tropical grasses under cutting management / Dinâmica de perfilhamento e características estruturais de gramíneas tropicais sob corte

This paper aimed to evaluate the dynamics of tillering, tiller density and structural characteristics of Brachiaria brizantha, Panicum maximum and Cenchrus ciliaris under a cutting regime. The utilized design was randomized blocks with six treatments (cultivars) and three replications. The evaluations were conducted from May to September 2011, with the data grouped into two periods, rainy season and beginning of the dry season. The greatest tiller population density was observed in the Massai cultivar, averaging 1,019 tillers.m-2. The tiller mortality rate was higher for Mombaça and less for Piatã cultivars. The highest values for forage mass, percentage of leaf blades and relations between green mass:dead mass were observed in Brachiaria brizantha and Panicum maximum cultivars. Panicum and Brachiaria cultivars have shown to be promising for cultivation in the transition areas between the Atlantic Forest and Caatinga biomes in Northeastern Brazil. Cenchrus cultivars are less productive in environments without restriction of abiotic factors.

Objetivou-se avaliar a dinâmica de perfilhamento, a densidade populacional de perfilhos e as características estruturais de cultivares de Brachiaria brizantha, Panicum maximum e Cenchrus ciliaris em regime de corte. O delineamento utilizado foi em blocos ao acaso com seis tratamentos (cultivares) e três repetições. As avaliações foram realizadas de maio a setembro de 2011, sendo os dados agrupados em dois períodos, águas e início da seca. A maior densidade populacional de perfilhos foi observada na cultivar Massai com média de 1019 perfilhos/m2. A taxa de mortalidade de perfilhos foi maior na cultivar Mombaça e menor na Piatã. Os maiores valores para massa de forragem, percentual de lâminas foliares e relações entre massa verde:massa morta foram observados nas cultivares de Brachiaria brizantha e Panicum maximum. As cultivares de Panicum e Brachiaria se mostraram promissoras à utilização em áreas de transição entre os biomas de Mata Atlântica e Caatinga na Região Nordeste do Brasil. As cultivares de Cenchrus são menos produtivas em ambientes sem restrição de fatores abióticos.

Características morfogênicas e acúmulo de forragem de gramíneas forrageiras sob corte / Accumulation of forage and morphogenic responses in forage grass by cutting

Objetivou-se avaliar e as características morfogênicas e o acúmulo de forragem de três gêneros de gramíneas, Brachiaria, Panicum e Cenchrus em regime de corte. O delineamento utilizado foi em blocos ao acaso com parcelas subdivididas. Houve efeito de interação entre cultivar e época de avaliação para a taxa de aparecimento de folhas, alongamento de colmos, duração de vida das folhas e senescência de folhas. As cultivares Áridus e Biloela (Cenchrus) apresentaram os menores Filocronos, seguidos da cultivar Piatã (B. brizantha). A taxa de alongamento de folhas e seu comprimento final foram maiores no período das chuvas, para todas as cultivares. As cultivares Massai e Mombaça apresentaram os maiores comprimentos de folha, mas os menores números de folhas vivas por perfilho. As cultivares Áridus e Biloela as menores taxas de acúmulo de lâminas foliares em relação ás demais. O maior fluxo de tecidos observado no gênero Cenchrus, não foi suficiente para superar a maior de produtividade das cultivares dos gêneros Panicum e Brachiaria.

This study aimed to evaluate the accumulation of forage and the morphogenesis of three genera Brachiaria, Cenchrus and Panicum in cutting regime. The experimental design was a randomized block with three replicates and six treatments. After each cut were evaluated for forage production, appearance and elongation rates of leaves and stem final leaf length, number of green leaves, leaf life span, rate of senescence of leaves. For herbage accumulation rate was higher in the cv. Xaraes, which is more than double the cumulative cv. Aridus, the lowest rate among cultivars. As for leaf appearance rate and leaf elongation was higher in the rainy season only for cultivars Aridus Biloela and the other showed no difference between the evaluation periods. Cultivars Aridus, Biloela and Piata obtained the highest number of leaves per tiller, differing from Mombaça, Massai and Xaraes that showed the lowest values. The lower values of leaf life span were found in the rainy season to cultivate Aridus, Biloela and Mombaça. Except Aridus, which showed a higher rate of senescence of leaves in the rainy season, others grasses did not differ between the evaluation periods. We conclude that the highest rates of leaf appearance and number of green leaves found on the cultivars of the genus Cenchrus, were not enough to overcome the greatest potential for producing forage cultivars of the genera Panicum and Brachiaria. The grasses tested showed potential for use in the Northeast, but were influenced by seasons, mainly due to a decrease in rainfall.

Levels of nitrates in a urea fertilized Kikuyu (Cenchrus clandestinus (Hochst. ex Chiov.) Morrone) pasture on the high plains of Antioquia, Colombia / Niveles de nitrato en pasto Kikuyo (Cenchrus clandestinus (Hochst. ex Chiov.) Morrone) fertilizado con urea en el antiplano de Antioquia, Colombia / Niveles de nitrato en pasto Kikuyo (Cenchrus clandestinus (Hochst. ex Chiov.) Morrone) fertilizado con urea en el antiplano de Antioquia, Colombia

Abstract Fertilization is one of the factors that can contribute to build-up of nitrates in kikuyu (Cenchrus clandestinus) pastures of the tropics. Field studies to evaluate the influence of nitrogen fertilization on yield and nitrate concentrations were conducted between December 2012 and June 2013 at the Agricultural Station of the National University at Santa Elena (Antioquia). The experimental design was a 4 x 4 block design with four replications in a monoculture paddock of kikuyu grass. Treatments were four levels of nitrogen applied as topdressing urea granules (0, 50, 100 and 200 kg/ha per plot). Whole grass samples (blades and stems) were collected at 42 days post-fertilization to mimic cattle grazing exposure. Biomass was estimated as dry matter yield per hectare and nitrates were measured by ion chromatography and expressed as parts per million (ppm) on dry matter content. No significant difference in biomass was observed between urea application rates; however, all treated plots produced more biomass than non-treated plots (mean 2.14 vs 1.12 Tons/ha, p<0,05). Mean ± SEM concentrations of NO3 for all time intervals combined increased from 369 ± 216 ppm with no fertilization, to 878 ± 881 ppm at the highest application rate. In spite of the large variation within each group, the highest NO3 level attained was 5600 ppm NO3, which are considered safe for cattle consumption. It can be concluded that nitrate levels in kikuyu pastures fertilized with 4 times the usual rate of nitrogen did not accumulate to pose a health risk in cattle; however, other factors that could also influence nitrate accumulation were not determined in this study.

Resumen La fertilización es uno de los factores que contribuye a la acumulación de nitratos en el pasto kikuyo (Cenchrus clandestinus) en el trópico. Este estudio, realizado entre diciembre de 2012 y junio de 2013 en la Hacienda Paysandú de la Universidad Nacional, ubicada en Santa Elena-Medellín (Antioquia), evaluó la influencia de la fertilización con nitrógeno sobre la producción y las concentraciones de nitratos. El diseño experimental fue en bloques de 4 x 4 con cuatro repeticiones de parcelas monocultivo de pasto kikuyo. Los tratamientos fueron cuatro niveles de nitrógeno aplicado como gránulos de urea sobre la superficie (0, 50, 100 y 200 kg/ha por corte). Las muestras de pasto completo (hojas y tallos) se colectaron a los 42 días posfertilización, con el fin de simular la exposición al pastoreo con ganado. La biomasa se midió como la producción de materia seca por hectárea; los nitratos se midieron por cromatografía iónica, expresada en partes por millón (ppm) sobre el contenido de materia seca. No hubo diferencia significativa en la producción de biomasa entre las diferentes tasas de aplicación de urea; sin embargo todas las parcelas tratadas produjeron más biomasa comparadas con las parcelas no tratadas (promedio 2.14 vs 1.12 ton/ha, p<0,05). Las concentraciones promedio ± SEM de NO3 para todos los tiempos de muestreo combinados, se incrementaron de 369 ± 216 ppm sin fertilización a 878 ± 881 ppm con la más alta tasa de fertilización aplicada. A pesar de la gran variación dentro de cada grupo, los niveles más altos de NO3 obtenidos fueron de 5600 ppm NO3, los cuales se consideran seguros para el consumo en ganado. Se puede concluir que los niveles de nitrato en el pasto kikuyu fertilizado con cuatro veces la tasa normal de nitrógeno, no se acumulan como para plantear un riesgo para la salud en el ganado. Sin embargo, es importante señalar que otros factores que pueden influir en la acumulación de nitratos no se evaluaron en este estudio.

Resumo A adubação é um dos fatores que contribuem na acumulação de nitratos da pastagem kikuyo (Cenchrus clandestinus) do trópico. Este estudo foi realizado entre dezembro de 2012 e junho de 2013 na fazenda Paysandu da Universidade Nacional da Colômbia, localizada no corregimento Santa Elena da cidade de Medellín, Antioquia. Avaliou-se a influência da adubação com nitrogênio sobre a produção e as concentrações de nitratos. O desenho experimental foi de blocos de 4 x 4 com quatro repetições nas parcelas da monocultura de pastagem kikuyo. Os tratamentos foram quatro níveis de nitrogênio aplicado como grânulos de uréia sobre a superfície (0, 50, 100 e 200 kg/ha por safra). As amostras da pastagem completa (folhas e talhos) coletaram-se aos 42 dias após adubação, com o intuito de simular a exposição ao pastoreio com gado. A biomassa mediou-se com a produção de matéria seca por hectare; os nitratos mediram-se por cromatografia iônica, expressada em partes por milhão (ppm) sobre o conteúdo de matéria seca. Não houve diferença significativa na produção de biomassa entre as diferentes taxas de aplicação de uréia; embora, todas as parcelas experimentais produziram maior biomassa comparada com as parcelas não tratadas (media 2.14 vs 1.12 ton/ha, p<0,05). As concentrações medias ± SEM de NO3 para todos os tempos de amostragem combinadas, se incrementaram de 369 ± 216 ppm sem adubação até 878 ± 881 ppm com a maior adubação aplicada. Ainda que houve grande variação dentro de cada grupo, os níveis maiores de NO3 obtidos foram de 5600 ppm NO3, os quais se consideram seguros para o consumo do gado. Pode-se concluir que os níveis de nitrato na pastagem kikuyo adubado com quatro vezes a taxa normal de nitrogênio, não apresentam acumulação como para ter um risco de saúde quando é consumido pelo gado. Embora, outros fatores são importantes para ter em conta, pois eles podem influir na acumulação de nitratos que não foram avaliados neste estudo.

Isolation of new steroids of Kala Dhaman grass (Cenchrus setigerus) and evaluation of their bioactivity

The present study was carried out to determine the possible bioactive components (steroids) of Cenchrus setigerus using GC-MS analysis and in vivo estimation of metabolites (total soluble sugar, soluble protein, proline and total phenolics), photosynthetic pigments (chlorophyll-a, chlorophyll-b and carotenoids) of seedlings and antimicrobial activity of extracts in various polar solvents from the leaves of C. setigerus. Antimicrobial activity was evaluated against three Gram-negative bacteria, including Proteusmirabilis, Klebsiella pneumonia and Agrobacterium tumefaciens andone fungus Aspergillus niger using 'disc diffusion' method, followed by the determination of minimum inhibitory concentrations (MIC) by broth dilution method. Results revealed the presence of some steroids in the isopropyl alcohol extract of C. setigerus:which are (22E)-stigmasta-4,22-dien-3-one(4.93%), δ4-sitosterol-3-one (stigmast-4-en-3-one) (4.31%), fagarsterol (lupeol) (1.25%) and ethyl iso-allocholate (0.32%). Total soluble sugars and chlorophyll-a were also recorded to be highest. The highest activity was exhibited by the isopropyl alcohol and ethyl acetate extract against P. mirabilis.

Baixa umidade do solo na eficácia de herbicidas aplicados em pré-emergência / Low soil moisture in effectiveness of pre-emergence herbicide application

O objetivo do presente estudo foi avaliar o efeito da baixa umidade do solo na eficácia da aplicação dos herbicidas clomazone + ametrina, sulfentrazone e tebuthiuron em pré-emergência, submetidos à aplicação de lâminas de chuva em diferentes intervalos de tempo após sua aplicação, no controle de plantas de B. pilosa, C. echinatus e U. plantaginea. O experimento foi conduzido em vasos com capacidade de 2,5L, em condição de casa-de-vegetação, e o delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado, com quatro repetições, disposto em um esquema fatorial 3x5 (três herbicidas e cinco intervalos de chuva). Os herbicidas aplicados em pré-emergência foram clomazone+ametrina (Sinerge EC) a 5,0 L p.c. ha-1, sulfentrazone (Boral 500 SC) a 1,2 L p.c. ha-1 e tebuthiuron (Combine SC) a 2,0 L p.c. ha-1, e as lâminas de chuva de 20 mm foram aplicadas sobre os vasos em cinco intervalos de tempo após a aplicação dos herbicidas (0h, 4h, 8h, 12h e 24h). Foram realizadas avaliações visuais de controle nas plantas que emergiram aos 14 e 21 dias após a aplicação dos tratamentos e a porcentagem de emergência das plantas foi calculada. A aplicação dos três herbicidas em solo muito seco, seguida de chuvas em até 24 horas após a aplicação, permitiu a emergência de plantas de C. echinatus, reduziu a emergência das plantas de B. pilosa, mas ao final das avaliações controlou eficazmente estas duas especies e as plantas de U. plantaginea.

The aim of this study was to evaluate the effect of low soil moisture on the efficacy of applying herbicides ametryn + clomazone, sulfentrazone and tebuthiuron in pre-emergence application submitted to simulated rainfalls at different time intervals after application in control of B. pilosa, C. echinatus and U. plantaginea plants. The experiment was carried out in pots with a capacity of 2.5 L in green-house conditions and experimental design was completely randomized with four replications, arranged in a 3x5 factorial (three herbicides and five rains intervals). The herbicides clomazone + ametryn (Sinerge EC) 5.0 L commercial product (cp) ha-1, sulfentrazone (Boral 500 SC) 1.2 L cp ha-1 and tebuthiuron (combine SC) 2.0 L cp ha-1 were applied in pre-emergence and the precipitation of 20 mm were applied under de pots in five time intervals after the herbicide application (0h, 4h, 8h, 12h and 24hours). Visual evaluations of plants control that emerged plants were realized at 14 and 21 days after treatment application and the plant emergence percentage was calculated. The application of these three herbicides in dry soil then rain within 24 hours after application provided C. echinatus plants emergence, reduced B. pilosa emergency but in the end of the experiment effectively controlled these two species and U. plantaginea plants.

Consumo, digestibilidade aparente de nutrientes e balanços de nitrogênio e hídrico de ovinos alimentados com silagens de cultivares de capim-búfel / Intake, apparent digestibility of nutrients and nitrogen and water balances of sheep fed with buffel grass cultivars silages

Objetivou-se no presente estudo determinar o consumo, digestibilidade aparente da matéria seca e nutrientes, além dos balanços de nitrogênio (BN) e hídrico (BH), de ovinos alimentados com silagens de capim-búfel. As silagens das cultivares de capim-búfel avaliadas foram Tanzânia, Buchuma e Biloela. Utilizaram-se 21 ovinos, machos, castrados, mestiços Santa Inês x Sem Padrão de Raça Definido, com peso corporal médio inicial de 31,8±3,16kg, mantidos em gaiolas metabólicas. Foi utilizado um delineamento inteiramente casualizado com sete repetições. Não foram observadas diferenças nos consumos de MS em g/dia (919,2) e porcentagem do peso corporal (2,9). De modo geral, os coeficientes de digestibilidade da matéria seca variaram de 37,7% a 60,0%. Os BN e BH foram positivos, sendo observados maiores valores de BN para os ovinos alimentados com silagens de capim-búfel dos cultivares Tanzânia (5,1g/dia) e Biloela (3,9g/dia), e maiores BH para os animais alimentados com silagens de capim-búfel dos cultivares Buchuma (1,38kg/animal/dia) e Biloela (1,42kg/animal/dia). Os cultivares de capim-búfel Tanzânia, Buchuma e Biloela apresentaram bom valor nutritivo, sendo que o capim-búfel na forma de silagem promoveu 60% do consumo total de água diário do animal.

The objective of this present experiment was to determine intake and apparent digestibility of dry matter and nutrients, nitrogen (NB) and water balances (WB) of sheep fed with buffel grass silages. The buffel grass cultivars used were Tanzania, Buchuma and Biloela. 21 male, castrated, crossbred Santa Ines x Non defined genotype sheep, with initial body weight of 31.8±3.16kg were used, kept in metabolic cages. The experimental design was completely randomized with seven replicates. No differences were observed in dry matter intake in g/day (919.2) and % of body weight (2.9). In general, digestibility coefficients of dry matter varied from 37.7% to 60.0%. The NB and WB were positive, with higher NB values in sheep fed with Tanzania (5.1g/day) and Biloela (3.9g/day) and higher WB in animals fed with Buchuma (1.38kg/animal/day) and Biloela (1.42kg/animal/day). All cultivars of buffel grass evaluated (Tanzania, Buchuma and Biloela) presented adequate chemical composition, where the silage of buffel grass used corresponded to 60% of the total daily water intake by sheep.

Obtención de batterias biotransformadoras de cabón de bajo rango a partir de mmicrohábitats con presencia de residuos carbonosos / Obtaining Low Rank Coal Biotransforming Bacteria from Microhabitats Enriched with Carbonaceos Residues

Se aislaron bacterias con actividad biotransformadora de carbón de bajo rango (CBR) a partir de muestras ambientales con presencia de residuos de carbón en la mina "El Cerrejón". Se aislaron 75 morfotipos bacterianos de los cuales 32 presentaron crecimiento en medio sólido mínimo de sales con carbón a 5 %. Se diseño un protocolo para la selección de los morfotipos con mayor actividad biotransformadora de CBR, el protocolo incluye el aislamiento en un medio selectivo con CBR en polvo, pruebas cualitativas y cuantitativas de solubilización de CBR en medios sólidos y líquido. El mecanismo de solubilización en las cepas que producen mayores valores de sustancias húmicas (SH) estuvo asociado a cambios de pH en el medio, probablemente por la producción de sustancias alcalinas extracelulares. El mayor número de aislamientos y los aislamientos con mayor actividad solubilizadora sobre el CBR provienen de lodo con alto contenido de residuos de carbón y las rizósferas de Typha domingensis y Cenchrus ciliaris que crecen sobre sedimentos mezclados con partículas de carbón, este resultado sugiere que la obtención y capacidad de solubilización de CBR por parte de bacterias puede estar relacionada con el microhábitat donde se desarrollan las poblaciones.

Bacteria capable of low rank coal (LRC) biotransform were isolated from environmental samples altered with coal in the mine "The Cerrejon". A protocol was designed to select strains more capable of LRC biotransform, the protocol includes isolation in a selective medium with LRC powder, qualitative and quantitative tests for LRC solubilization in solid and liquid culture medium. Of 75 bacterial strains isolated, 32 showed growth in minimal salts agar with 5 % carbon. The strains that produce higher values of humic substances (HS) have a mechanism of solubilization associated with pH changes in the culture medium, probably related to the production of extracellular alkaline substances by bacteria. The largest number of strains and bacteria with more solubilizing activity on LRC were isolated from sludge with high content of carbon residue and rhizosphere of Typha domingensis and Cenchrus ciliaris grown on sediments mixed with carbon particles, this result suggests that obtaining and solubilization capacity of LRC by bacteria may be related to the microhabitat where the populations originated.

Emergência de capim-carrapicho e picão-de-flor com diferentes profundidades de semeadura em duas épocas / Emergence of Cenchrus echinatus L. and Cosmos sulphureus Cav. with different sowing depths in two seasons

Com o objetivo de estudar a emergência de plântulas de Cenchrus echinatus e Cosmos sulphureus em resposta à época e à profundidade de semeadura, foram realizados dois experimentos em condições ambientais não controladas, aguadas diariamente, nos meses de junho e setembro de 2009. Sementes de C. echinatus e C. sulphureus foram semeadas em diferentes profundidades (0, 1, 3, 5, 7 e 9 cm). Os experimentos foram conduzidos em vasos com 5 repetições, contendo 50 sementes por vaso. Diariamente, durante 21 dias, as plântulas emergidas foram contadas e cortadas rente ao solo, seguido de avaliação de porcentagem de emergência e índice de velocidade de emergência (IVE). Os maiores percentuais de emergência e maiores IVE foram observados até 5 cm de profundidade e a espécie C. sulphureus se mostrou mais sensível às variações de temperatura em decorrência da época de semeadura do que a espécie C. echinatus.

With the purpose to study the emergence of Cenchrus echinatus L.and Cosmos sulphureus Cav. in response to time and depth of sowing, two experiments were conducted in uncontrolled environmental conditions in the months of June and September 2009. Cenchrus echinatus L.and Cosmos sulphureus Cav seeds were sown at different depths (0, 1, 3, 5, 7 and 9 cm). The experiments were conducted in pots, with five replications of 50 seeds per pot, followed by evaluation of the emergence percentage and emergence speed index (ESI). The highest percentage of emergency and higher EVR were observed up to 5 cm depth and the species Cosmos sulphureus Cav. was more sensitive to temperature variations due to the time of sowing of the species C. equinatus

Growth, biomass production and photosynthesis of Cenchrus ciliaris L. under Acacia tortilis (Forssk.) Hayne based silvopastoral systems in semi arid tropics.

The growth, biomass production and photosynthesis of Cenchrus ciliaris was studied under the canopies of 17 yr old Acacia tortilis trees in semi arid tropical environment. On an average the full grown canopy of A. tortilis at the spacing of 4x4 m allowed 55% of total Photosynthetically Active Radiation (PAR) which in turn increased Relative Humidity (RH) and reduced under canopy temperature to -1.75oC over the open air temperature. C. ciliaris attained higher height under the shade of A. tortilis. The tiller production and leaf area index decreased marginally under the shade of tree canopies as compared to the open grown grasses. C. ciliaris accumulated higher chlorophyll a and b under the shade of tree canopies indicating its shade adaptation potential. The assimilatory functions such as rate of photosynthesis, transpiration, stomatal conductance, photosynthetic water use efficiency (PN/TR) and carboxylation efficiency (PN/CINT) decreased under the tree canopies due to low availability of PAR. The total biomass production in term of fresh and dry weight decreased under the tree canopies. On average of 2 yr C. ciliaris had produced 12.78 t ha-1 green and 3.72 t ha-1 dry biomass under the tree canopies of A. tortilis. The dry matter yield reduced to 38% under the tree canopies over the open grown grasses. The A. tortilis + C. ciliaris maintained higher soil moisture, organic carbon content and available N P K for sustainable biomass production for the longer period. The higher accumulation of crude protein, starch, sugar and nitrogen in leaves and stem of C. ciliaris indicates that this grass species also maintained its quality under A. tortilis based silvopastoral system. The photosynthesis and dry matter accumulation are closely associated with available PAR indicating that for sustainable production of this grass species in the silvopasture systems for longer period about 55% or more PAR is required.

Identification of species-specific RAPD markers in genus Cenchrus.

Cenchrus is an important component of major grass cover of world. Similar to the other major tropical grasses most of the species in genus Cenchrus are also apomictic in nature hence correct and precise identification of accessions and species are problematic and dubious. In the present study 187 decamer oligonucleotide primers were tested for PCR-based DNA amplification of six prominent species of genus Cenchrus. Of these, 32 potential repetitive and polymorphic primers were tested for identification of species-specific markers for C. ciliaris, C. setigerus, C. pennisetiformis, C. prieurri, C. biflorus and C. myosuroides. These primers yielded 51 unique RAPD markers either specific to a species (37) or shared by two or more species (14). Maximum markers were shared between C. ciliaris and C. setigerus confirming their more closeness to each other. Primers like OPF09, OPF11, OPR15, OPAJ11, OPQ10 and OPAK20 generated strong intense bands can be used on priority in identifying the species from their natural habitat for the development of species-specific core germplasm. Due to apomictic nature this is the prime method of developing cultivars, as morphological characters are largely unable to distinguish them. The level of variation observed clearly suggest RAPD as an appropriate marker for genetic studies and in identifying the lines with species-specific markers for Cenchrus germplasm management activity and also maintaining identity and purity for proprietary reasons.