The Bradyrhizobium uaiense strain UFLA 03-164T enhanced yield performance of cowpea in soils with low or high phosphorus content

The objective of this study was to evaluate the agronomic efficiency of rhizobia strains already approved or in the selection stage for cowpea, in the Recôncavo da Bahia region, Brazil. Two field experiments were performed in the municipalities of Cruz das Almas and Maragogipe, Bahia, Brazil. A randomized block design was used with seven nitrogen sources and four replicates. Nitrogen sources consisted of the strains UFRB FA51B1, UFRB BA72C2-1, UFLA 03-164T, UFLA 03-84, INPA 03-11B, and two controls without inoculation, one with mineral nitrogen and another without. All the strains nodulated cowpea. The efficiency of the strains was determined by the number of nodules, nodule dry matter, total dry matter, grain yield, nitrogen accumulation in shoots and grain, and relative efficiency. The strain UFLA 03-164T can be recommended for biomass production, green manure, and promotion of grain yields in both soils. In Maragogipe, the UFLA 03-84 and INPA 03-11B strains can be recommended for biomass production, green manure, and promotion of grain yields. The UFLA 03-164T strain showed great potential to promote and grain yield in the two municipalities studied. The strain INPA 03-11B can be recommended for Maragogipe soil. UFLA 03-84 can also be recommended to increase grain yield in Cruz das Almas.

Productivity and growth in cowpea inoculated with rhizobia under different light environments

The objective of this work was to verify the influence of light environments combined with rhizobia inoculation on cowpea growth and productivity. A completely random design was used in a 4x4 factorial scheme, with four light environments, four nitrogen sources and eight replicates in split plot parcels. Light environments were set by means of photo-conversion and thermo-conversion nettings (Aluminet®, red net and black net) and control treatment without shading (full sun). Nitrogen sources were constituted by the strains INPA 03-11B - SEMIA 6462 (Bradyrhizobium elkanni) and UFLA 03-84 - SEMIA 6461 (Bradyrhizobium viridifuturi), and two control treatments: with 70 kg ha-1 of mineral nitrogen and without N. Plant height, indices of chlorophyll a, b and total chlorophill, the number of leaves, number of nodules, dry matter of nodules, dry matter of the aerial portion, dry matter of roots and total dry matter, relative efficiency, gathering of nitrogen in the aerial portion, number, length and matter of pods per plant and dry matter of 100 grains, were evaluated. . There was interaction between light conditions and nitrogen sources for the number of nodules. Individual effect was observed in all other variables. Strain INPA 03-11B was able to promote higher nodulation in cowpea plants in light environments under full sun and Aluminet and the strain UFLA 03-84 only under full sun conditions. However, the efficiency of diazotrophic bacteria to promote vegetative growth, nitrogen gathering and production was not influenced by different light environments. Thus, full sun cultivation is recommended, independently of the nitrogen source used.

Combined selection for adaptability, genotypic stability and cowpea yield from mixed models / Seleção combinada para adaptabilidade, estabilidade genotípica e produtividade de feijão-caupi a partir de modelos mistos

ABSTRACT: The potential expression of crop productivity is a constant challenge for plant breeders in the face of oscillations in environmental variables, making selection difficult and increasing the operational and methodological costs in obtaining the ideal cultivar for a determined region. The objective of the research was to investigate the effects of genotype x environment interaction in the selection of cowpea lines with high grain yield, adaptability, and genotypic stability simultaneously, in environments of the Northwest region of Rio de Janeiro State, using mixed models (Maximum Restricted Likelihood - REML/Best Linear Unbiased Prediction - BLUP). 27 cowpea genotypes were evaluated in six environments by combining location (Cambuci-RJ and Bom Jesus do Itabapoana-RJ) and year (2016, 2017 and 2018). A randomized block design with four replications was performed. The genetic parameters were estimated via the REML/BLUP procedure, and the selection was based on the harmonic mean method of the relative performance of the genetic values (HMRPGV). A meaningful difference was observed for environment and genotype x environment interaction. The residual variance and the variance of the genotype x environment interaction formed the most significant fractions of the phenotypic variance. Lines 4 (Bico-de-ouro 1-5-24), 6 (Pingo-de-Ouro 1-5-4), 5 (Pingo-de-Ouro 1-5-26), and 9 (Pingo-de-Ouro 1-5-8), stood out as superior in terms of stability and adaptability and grain yield by HMRPGV. Commercial cultivars 13 (BRS-Tumucumaque) and 26 (BRS-Itaim) had high grain yield, adaptability, and specific stability in the evaluated edaphoclimatic conditions.

RESUMO: A expressão potencial da produtividade das culturas constitui um desafio constante aos criadores de plantas frente às oscilações das variáveis ambientais, dificultando a seleção e onerando os custos operacionais e metodológicos na obtenção da cultivar ideal para determinada região. O objetivo do trabalho foi investigar os efeitos da interação genótipos x ambientes na seleção de linhagens de feijão-caupi com alta produtividade de grãos, adaptabilidade e estabilidade genotípica simultaneamente, em ambientes da região Noroeste do estado do Rio de Janeiro, usando modelos mistos (Máximo Verosimilhança Restrita - REML/Melhor Predição Linear não Viesado - BLUP). Avaliou-se 27 genótipos de feijão-caupi em seis ambientes pela combinação de local (Cambuci-RJ e Bom Jesus do Itabapoana-RJ) e ano (2016, 2017 e 2018). Foi utilizado o delineamento em blocos casualizados com quatro repetições. Os parâmetros genéticos foram estimados via procedimento REML/BLUP, e a seleção baseou-se no método da média harmônica do desempenho relativo dos valores genéticos (HMRPGV). Observou-se diferença significativa para ambiente e interação genótipo x ambiente. A variância residual e a variância da interação genótipo x ambiente formaram as maiores frações da variância fenotípica. As linhagens 4 (Bico-de-ouro 1-5-24), 6 (Pingo-de-ouro 1-5-4), 5 (Pingo-de-ouro 1-5-26) e 9 (Pingo-de-ouro 1-5-8) foram classificadas como superiores quanto a estabilidade e adaptabilidade e rendimento de grãos pelo critério da HMRPGV. As cultivares comerciais 13 (BRS-Tumucumaque) e 26 (BRS-Itaim) reuniram elevada produtividade de grãos, adaptabilidade e estabilidade específica nas condições edafoclimáticas avaliadas.

Influence of Molybdenum doses in inoculation and mineral fertilization in cowpea beans / Influência de doses de molibdênio na inoculação e na fertilização nitrogenada em feijão caupi

In some leguminous plants, associations with nitrogen-fixing microorganisms allow their nutrition with nitrogen (N) from the atmosphere. This process is known as Biological Nitrogen Fixation (BNF), where through nitrogenase enzymes, N2 is converted to an available form. This process can replace in part, or in total, nitrogen fertilizers. Cowpea bean is a legume species that is recognized for its high capacity to carry out BNF. In the last decades, studies have encouraged small farmers from north and northeast Brazil to use inoculants with rhizobia species since the results of researches have demonstrated that inoculation is an interesting strategy to improve cowpea production. Considering the specific function of molybdenum (Mo) in the N assimilation, different doses of Mo were tested in this study in order to find doses that could improve and enhance BNF. Therefore, this study aimed to compare nitrogen fertilization and BNF in the N assimilation by plants with different Mo doses. Inoculation was performed with the strains UFLA 03-84 and INPA 03-11B. Doses of Mo were applied in seeds and each pot contained five seeds. Thirty-five days after germination, the plants were analyzed for shoot dry matter and fresh matter, N contents and accumulation, as well as the Soil-Plant Analysis Development (SPAD) Index and nodulation in inoculated plants. The different doses of Mo and also the nodulation treatments did not show significant differences in the contents of N. Plants with N fertilization had significant higher shoot dry matter and root dry matter production, in addition to higher N foliar contents and N accumulation. Therefore, BNF was not as efficient as nitrogen fertilization in the evaluated experimental conditions using cowpea beans.

Em algumas plantas de leguminosas, as associações com microorganismos de fixação permitem a sua nutrição com N (nitrogênio) da atmosfera. Este processo é conhecido como Fixação Biológica de Nitrogênio (FBN), onde através de enzimas nitrogenase N2 é convertido na forma disponível. Este processo pode substituir em parte, ou no total, fertilizantes nitrogenados. O feijão-caupi é uma espécie de leguminosa que é reconhecida pela sua alta capacidade de FBN. Nas últimas décadas, estudos encorajaram os pequenos agricultores do norte e nordeste do Brasil a usar inoculantes com espécies de rizobio, uma vez que os resultados das pesquisas têm demonstrado que a inoculação é uma estratégia interessante para melhorar a produção dessa cultura. Considerando a função específica do molibdênio (Mo) na assimilação do N, diferentes doses de Mo foram testadas neste estudo, a fim de encontrar doses que possam melhorar e potencializar a FBN. A inoculação foi feita com as estirpes UFLA 03-84 e INPA 03-11B. As diferentes doses de Mo foram aplicadas na semente, cinco sementes por vaso. Trinta e cinco dias após a germinação, as plantas foram analisadas com relação à matéria seca aérea e radicular, teor de N e acúmulo, índice de análise de desenvolvimento solo-planta (SPAD) e nodulação nas plantas inoculadas. As diferentes doses de Mo não mostraram diferenças significativas no conteúdo de N, nem no processo de nodulação. As plantas com adubação nitrogenada tiveram mattera seca da parte aérea e de raízes superior as inoculadas, além de maiores teores foliares de N. Portanto, para feijão-caupi, a FBN não foi tão eficiente quanto o fertilizante nitrogenado nas condições experimentais avaliadas.

Estimates of genetic divergence in cowpea by multivariate analysis in different environments / Estimativa de divergência genética em feijão-caupi por meio de análise multivariada em diferentes ambientes

Cowpea is a legume of great importance in the Brazilian nutrition, mainly in the Northeast region. Despite the low yield of Brazilian cowpea, the species presents a genetic potential to be explored. Thus, this work aimed to characterize the genetic diversity of cowpea genotypes by agronomic traits and select genotypes for possible crosses by multivariate analysis. Four value for cultivation and use tests were carried out with cowpea genotypes in 2005 and 2006, in the municipalities of Aquidauana, Chapadão do Sul, and Dourados, in the state of Mato Grosso do Sul. The experimental design was a complete randomized block with 20 genotypes and four replications. The evaluated traits were value for cultivation, plant lodging, pod length, grain weight of five pods, number of grains per pod, pod weight, severity of powdery mildew, and grain yield. To estimate the genetic diversity among the genotypes, the optimization methods of Tocher and UPGMA were used. The generalized distance of Mahalanobis was used as a dissimilarity measure. The clustering methods revealed genetic variability among the cowpea genotypes evaluated. The methods used formed a different number of groups for each environment. Genotypes TE97-309G-24, MNC99-542F-5, BRS Paraguaçu, BRS Paraguaçu, BR 17-Gurguéia, and CNC x 409-11F-P2 can be used to obtain promising combinations and high genetic variability.

O feijão-caupi é de grande importância na nutrição brasileira, principalmente na região Nordeste. Apesar do baixo rendimento do feijão-caupi no Brasil, esta leguminosa apresenta potencial genético a ser explorado. Dessa forma, o objetivo do trabalho foi caracterizar a variabilidade genética de caracteres agronômicos e estimar a divergência genética entre genótipos de feijão-caupi por meio de análise multivariada. Quatro ensaios de valor de cultivo e uso com genótipos de feijão-caupi foram conduzidos nos anos de 2005 e 2006, nos municípios de Aquidauana, Chapadão do Sul e Dourados. Os experimentos foram conduzidos em delineamento blocos casualizados, com 20 genótipos e quatro repetições. Os caracteres avaliados foram acamamento de plantas, comprimento de vagem, peso de grãos de cinco vagens, número de grãos por vagem, peso de vagem e produtividade de grãos. Realizou-se análise de variância individual e conjunta. Para estimar a diversidade genética entre os genótipos, foram utilizados o métodos de otimização de Tocher e UPGMA. A distância generalizada de Mahalanobis foi utilizada como medida de dissimilaridade. Foi possível detectar variabilidade genética entre os genótipos de feijão-caupi avaliados por meio dos métodos de agrupamento utilizados. Os métodos utilizados formaram números de grupos distintos para cada ambiente. Os genótipos TE97-309G-24, MNC99-542F-5, BRS Paraguaçu, BRS Paraguaçu, BR 17-Gurguéia e CNC x 409-11F-P2 podem ser usados para obter combinações promissoras e elevada variabilidade genética.

Crescimento de feijão-caupi sob efeito de veranico nos sistemas de plantio direto e convencional / Cowpea growth as affected by dry spell in no-tillage and conventional crop systems

O objetivo do trabalho foi avaliar o crescimento de feijão-caupi sob o efeito de veranico nos sistemas de plantio direto e convencional. Para isso, foi realizado um experimento na Universidade Federal Rural do Semiárido, utilizando-se a cultivar de feijão-caupi BRS Guariba em plantio direto e convencional. Para aplicação do veranico, a irrigação foi mantida em parte dos tratamentos e cortada em outros por 22 dias, sendo os tratamentos iniciados aos 34 dias após a semeadura, ocasião em que foi verificado o início do florescimento. Entre os 15 e 64 dias após a semeadura foram realizadas, semanalmente, coletas de plantas para avaliação. Os sistemas de plantio influenciam o crescimento da área foliar, da matéria seca do caule, de folhas, de vagens e total do feijão-caupi. Os índices de crescimento foram influenciados pela fase fenológica da planta (idade) e pelo estresse hídrico. As maiores taxas de crescimento foram alcançadas no sistema de plantio direto. O estresse hídrico, afeta negativamente todas as variáveis avaliadas, independentemente do sistema de plantio.

The objective of this study was to evaluate the growth of cowpea under the influence of dry spell in no-tillage and conventional crop systems. For this purpose an experiment was conducted at the Universidade Federal Rural do Semi-Arido, using the cowpea cultivar BRS Guariba in both crop systems. For the dry spells simulation, irrigation was suspended for 22 days, with the treatments starting at 34 days after sowing, at the onset of flowering. Between 15 and 64 days after sowing plants samples were collected weekly to evaluate. The tillage systems influenced the growth of leaf area, and the dry matter of stem, leaf, pod and plant. The growth rates were influenced by the plant phenological phase (age) and by water stress. The highest growth rates were achieved in the no-tillage system. Water stress affects negatively all the variables studied, regardless of tillage system.

DESTINO DE FERTILIZANTES NITROGENADOS (15N) EM UM LATOSSOLO AMARELO CULTIVADO COM FEIJÃO CAUPI (Vigna unguiculata L.)

The objective of this study was to evaluate the fate of two different forms of 15N-labeled nitrogen fertilizers in an Oxisol of Central Amazonia on a cowpea crop (Vigna unguiculata L.). There was no effect on yield from the application of 30 kg N/ha. The nitrogen balance at the end of the period indicated that 23 and 25% of nitrogen applied as ammonium sulphate and urea,respectively, was storoged in the grains; 35% of nitrogen derived from ammonium sulphate and 39% from urea was found in the 0-30 cm soil layer. The losses were 36% with urea and 42% with ammonium sulphate. About 15% of nitrogen fertilizer were recovered in the soil profile below the plow layer (0-30 cm), indicating that the losses were partially due to leaching and to other losses not quantified in this study.

O trabalho foi realizado com o objetivo de estudar o destino de duas formas de fertilizantes nitrogenados enriquecidos com 15N em um latossolo amarelo da Amazônia Central, cultivado com feijão caupi (Vigna unguiculata L.). A aplicação de 30 kg/ha de não mostrou efeito significativo na produção. O balanço do nitrogênio aplicado no final do período da cultura mostrou que a remoção do dos fertilizantes pelos grãos foi, respectivamente, 23 e 25%, com aplicação de sulfato de amônio e uréia; 35% do do sulfato de amônio e 39% da uréia, permaneceram no solo na camada de 0-30 cm. As perdas variaram de 36 a 42% para uréia e sulfato de amônio, respectivamente. Aproximadamente 15% do dos fertilizantes, foi determinado nos horizontes mais profundos, indicando que as perdas de nesse solo são provavelmente devidas à lixiviação e a outros processos não determinados neste trabalho.