Seed biometry: another functional trait in caatinga

Seed biometrics is an excellent tool for understanding environmental filters, species potential and dispersal, successional stages of communities and the dynamics used by seeds to germinate, establish and develop, thus constituting a functional trait of the species. We aim to understand the relationship between aspects of seed biometrics and other phenological traits, in order to infer contributions about functional strategies in Caatinga. Between September 2017 and January 2019, 10 individuals of Cenostigma pyramidale(Tul.) LP Queiroz, Commiphora lepthophloeos(Mart.) JB Gillett, Jatropha mollissima(Pohl.) Baill., Monteverdia rigida(Mart.) Biral. Pseudobombax marginatum(A.ST.-Hil) A. Robyns, Zizyphus joazeiroMart. were monitored for the selection of three seed collection matrices. From each matrix 100 seeds were collected, which after screening resulted in 35 intact seeds that were used to measure length, width, thickness and volume. Caatinga seeds are generally small, as a result of the environmental stresses of the Brazilian semiarid. The analyzed variables separated three groups in the PCA. We noticed that these groups evidenced the successional stages in the Caatinga. One group included M. rigidaand P. marginatum,which are late secondary. C. pyramidaleand C. lepthophloeosformed another group coincident with intermediate successional stages. J. mollissimaand Z. joazeiroformed a group of pioneer species in anthropized environments. Another finding was that the area was in secondary succession. Thepioneer species presented the largest seeds and this characteristic is associated with the need for nutrient reserve that allows the embryo to germinate and last for a longer period without the need for exogenous nutrients, an essential condition for the Caatinga. With the advancement of ecological succession and the establishment of a more consolidated plant community, competition for resources, the frequent dispersion vector type and the nature of the environmental stresses present, the seeds may be smaller.

Comparison of the phytochemical profiles of five native plant species in two different forest formations / Comparação do perfil fitoquímico de cinco espécies vegetais provenientes de duas formações florestais diferentes

Abstract The expression of chemical compounds by individual plants of the same species in different locations may be affected by abiotic factors resulting in differences in the production of allelopathic compounds. The objective of this study was to compare the phytochemical profiles of plant species from two different forest formations in the state of Paraná, Brazil. The forest formations were Seasonal Semideciduous Forest (SSF) and Lowland Ombrophilous Dense Forest (LODF), and the five study species were Jacaranda micrantha, Cecropia pachystachya, Mimosa bimucronata, Schinus terebinthifolius and Cedrela fissilis. Secondary metabolites were extracted by exhaustive extraction with methanol, and the crude extract was fractionated using column chromatography. The fractions were used to calculate the retention factor of the main compounds using thin layer chromatography and phytochemical tests. The classes of compounds identified were practically the same among the analyzed species, however, at different levels of concentration. The type of tannins found in S. terebinthifolius differed between the two forest formations.

Resumo A expressão de compostos químicos de uma mesma espécie pode ser afetada e diferenciada pelos fatores abióticos, resultando em respostas alelopáticas diferenciadas. O objetivo deste trabalho foi comparar o perfil químico de espécies provenientes de duas Formações Florestais do Estado do Paraná. As formações foram a Floresta Estacional Semidecidual e Floresta Ombrófila Densa, sendo as espécies escolhidas: Jacaranda micrantha, Cecropia pachystachya, Mimosa bimucronata, Schinus terebinthifolius e Cedrela fissilis. Foi realizada extração exaustiva dos metabólitos secundários com metanol e o extrato bruto fracionado em coluna cromatográfica. As frações foram utilizadas para calcular o fator de retenção dos constituintes principais empregando cromatografia em camada delgada e para realizar testes fitoquímicos. As classes de compostos identificados foram praticamente as mesmas entre as espécies analisadas, porém, em diferentes níveis de concentração. O tipo de tanino encontrado em S. terebinthifolius foi diferente entre as duas formações florestais.

Comparison of the phytochemical profiles of five native plant species in two different forest formations

Abstract The expression of chemical compounds by individual plants of the same species in different locations may be affected by abiotic factors resulting in differences in the production of allelopathic compounds. The objective of this study was to compare the phytochemical profiles of plant species from two different forest formations in the state of Paraná, Brazil. The forest formations were Seasonal Semideciduous Forest (SSF) and Lowland Ombrophilous Dense Forest (LODF), and the five study species were Jacaranda micrantha, Cecropia pachystachya, Mimosa bimucronata, Schinus terebinthifolius and Cedrela fissilis. Secondary metabolites were extracted by exhaustive extraction with methanol, and the crude extract was fractionated using column chromatography. The fractions were used to calculate the retention factor of the main compounds using thin layer chromatography and phytochemical tests. The classes of compounds identified were practically the same among the analyzed species, however, at different levels of concentration. The type of tannins found in S. terebinthifolius differed between the two forest formations.

Resumo A expressão de compostos químicos de uma mesma espécie pode ser afetada e diferenciada pelos fatores abióticos, resultando em respostas alelopáticas diferenciadas. O objetivo deste trabalho foi comparar o perfil químico de espécies provenientes de duas Formações Florestais do Estado do Paraná. As formações foram a Floresta Estacional Semidecidual e Floresta Ombrófila Densa, sendo as espécies escolhidas: Jacaranda micrantha, Cecropia pachystachya, Mimosa bimucronata, Schinus terebinthifolius e Cedrela fissilis. Foi realizada extração exaustiva dos metabólitos secundários com metanol e o extrato bruto fracionado em coluna cromatográfica. As frações foram utilizadas para calcular o fator de retenção dos constituintes principais empregando cromatografia em camada delgada e para realizar testes fitoquímicos. As classes de compostos identificados foram praticamente as mesmas entre as espécies analisadas, porém, em diferentes níveis de concentração. O tipo de tanino encontrado em S. terebinthifolius foi diferente entre as duas formações florestais.

Desenvolvimento e produção de ecótipos de feijoeiro cultivados na época das águas sob irrigação suplementar / Development and production of common bean ecotypes grown in the rainy season under supplementary irrigation

O cultivo do feijoeiro, Phaseolus vulgaris L., possui grande importância para o Brasil, sobretudo no âmbito econômico e social. Assim, a utilização de ecótipos de feijoeiro promissores associada à otimização dos recursos hídricos configura importante estratégia para a agricultura sustentável em regiões semiáridas. Objetivou-se com este trabalho avaliar o comportamento de ecótipos de feijoeiro cultivados na época das águas com irrigação suplementar. O experimento foi no campus Experimental de Ecofisiologia Vegetal da Universidade Estadual da Paraíba, situada na microrregião de Catolé do Rocha, PB. Utilizou-se o delineamento experimental em blocos casualizados em fatorial 3x4, sendo três ecótipos de feijoeiro (Eco1= G2227, Eco2= BRA 130583 CIAT G6490 e Eco3= BAT 477) e quatro lâminas de irrigação suplementar com 50; 75; 100 e 125% da evapotranspiração de referência (ETo), em três repetições. As variáveis analisadas foram: percentagem e índice de velocidade de emergência, comprimento da haste principal, taxa de crescimento relativo, número de vagens por planta, número de grãos por vagem, massa de 100 grãos, fitomassa da parte aérea e eficiência fotossintética. Os ecótipos de feijoeiro analisados divergem entre si quanto aos aspectos de germinação, crescimento, componentes da produção (NGV e FMA) e eficiência fotossintética. O ecótipo 1 apresenta melhor desempenho quanto aos componentes da produção observados nas condições de Semiárido.

The cultivation of common bean Phaseolus vulgaris L. has great importance for Brazil, especially in the economic and social sector. Thus, the use of promising bean ecotypes associated with optimization of water resources sets an important strategy for sustainable agriculture in semiarid regions. This study was developed in order to evaluate the behavior of common bean ecotypes grown in the rainy season with supplementary irrigation. The experiment was carried out at campus Experimental Plant Ecophysiology at the State University of Paraiba, located in the microregion of Catolé do Rocha - PB. A randomized block experimental design in factorial 3x4 was used, with three common bean ecotypes (Eco1 = G2227, Eco2 BRA = 130583 CIAT G6490 and Eco3 BAT = 477) and four levels of supplementary irrigation (50, 75, 100 and 125% of reference evapotranspiration, ETo) in three replications. The variables analyzed were: percentage and emergence speed index, main branch length, growth rate relative crop, number of pods per plant, number of grains per pod, weight of 100 grains, shoots dry matter and photosynthetic efficiency. The bean ecotypes analyzed were different in aspects of germination, growth, yield components (NVG e FMA) and photosynthetic efficiency. The ecotype 1 shows better performance on the yield components observed in the semiarid conditions.

Physiological and bromatological aspects of Brachiariahumidicola / Aspectos fisiológicos y bromatológicos de Brachiaria humidicola / Aspectos fisiológicos e bromatológicos de Brachiaria humidicola

Brachiaria humidicola was brought to Colombia in order to improve forage production and poor acid soils wherethere was no fodder adapted to these conditions in which this species could be an excellent alternative. However,work to compile aspects and qualitative physiological characteristics are scarce, for this reason, a brief review botanyand morphophysiological of this species also present results of various studies that show the values of quality foragesuch as content protein, neutral detergent fiber (NDF) and acid detergent fiber (FDA), in vitro digestibility of dry matter and lignin content among others. The review took into account the behavior of Brachiaria in environments of special interest such as: soil, nutrients and water.

Brachiaria humidicola, fue traída a Colombia con el propósito de mejorar la producción de forraje en suelos ácidos y pobres donde no se contaba con forrajes adaptados a estas condiciones, en las cuales esta especie pudiera ser una excelente alternativa. Sin embargo, trabajos que compilen aspectos relacionados con sus características fisiológicas y bromatológicas son escasos; por tal motivo se realizó una breve revisión botánica y morfofisiologíca de estaespecie, además se presentan resultados de diversas investigaciones que muestran valores de calidad de este forraje tales como contenido proteico, fibra en detergente neutra (FDN) y fibra en detergente acida (FDA), digestibilidad in vitro de la materia seca y contenido de lignina entre otros. En la revisión se tuvo en cuenta el comportamiento de Brachiaria en ambientes de especial interés como son: suelos, nutrientes y agua.

Brachiaria humidicola, foi trazida para a Colômbia com um propósito de melhorar a produção de forragem emsolos ácidos e pobres onde não se contava com forragens adaptadas a estas condições, nas quais esta espécie pudesse ser uma excelente alternativa. Contudo, trabalhos que juntem aspectos relacionados com as suas característicasfisiológicas e bromatológicas são escassos; por tal motivo foi realizada uma breve revisão botânica e morfofisiológicadesta espécie, ademais são dados resultados de diversas pesquisas que mostram valores de qualidade desta forragem tais como conteúdo proteico, fibra em detergente neutra (FDN) e fibra em detergente acida (FDA), digestibilidade in vitro da matéria seca e conteúdo de lignina entre outros. Na revisão foi tido em conta o comportamento de Brachiariaem ambientes de interesse especial como: solos, nutrientes e água.

Evidence of higher photosynthetic plasticity in the early successional Guazuma ulmifolia Lam. compared to the late successional Hymenaea courbaril L. grown in contrasting light environments / Evidências de maior plasticidade fotossintética na pioneira Guazuma ulmifolia Lam. comparada à secundária Hymenaea courbaril L. crescidas em ambientes luminosos contrastantes

The present study investigated changes in photosynthetic characteristics of Guazuma ulmifolia Lam. (early successional species) and Hymenaea courbaril L. (late successional species) grown in contrasting light conditions as a way of assessing photosynthetic plasticity. Early successional species typically inhabit gap environments being exposed to variability in multiple resources, hence it is expected that these species would show higher photosynthetic plasticity than late successional ones. In order to test this hypothesis, light and CO2 response curves and chlorophyll content (Chl) were measured in plants grown in high and low light environments. G. ulmifolia presented the highest amounts of both Chl a and b, especially in the low light, and both species presented higher Chl a than b in both light conditions. The Chl a/b ratio was higher in high light leaves of both species and greater in G. ulmifolia. Taken together, these results evidence the acclimation potential of both species, reflecting the capacity to modulate light harvesting complexes according to the light environment. However, G. ulmifolia showed evidence of higher photosynthetic plasticity, as indicated by the greater amplitude of variation on photosynthetic characteristics between environments shown by more significant shade adjusted parameters (SAC) and principal component analysis (PCA). Thus, the results obtained were coherent with the hypothesis that the early successional species G. ulmifolia exhibits higher photosynthetic plasticity than the late successional species H. courbaril.

O presente estudo investigou mudanças nas características fotossintéticas de Guazuma ulmifolia Lam. (pioneira) e Hymenaea courbaril L. (secundária) crescidas sob condições luminosas contrastantes, como uma maneira de acessar a plasticidade fotossintética das espécies. Espécies pioneiras geralmente habitam ambientes de clareira, expostas a uma ampla variação em múltiplos recursos, o que indica que essas espécies podem apresentar maior plasticidade fotossintética do que espécies secundárias. A fim de testar essa hipótese, foram feitas curvas de resposta à luz e ao CO2 e medidas do conteúdo de clorofila (Chl) em plantas crescidas em ambientes com alta e baixa luminosidade. G. ulmifolia apresentou os maiores teores de Chl a e b, principalmente em baixa luminosidade, e ambas as espécies apresentaram maior conteúdo de clorofila a do que b em ambas as condições luminosas. A razão Chl a/b foi maior em folhas de sol em ambas as espécies e foi mais elevada em G. ulmifolia. Conjuntamente, esses resultados evidenciam um potencial de aclimatação em ambas as espécies, indicando a capacidade de modular os complexos antena de acordo com o ambiente luminoso. Contudo, G. ulmifolia mostrou evidências de maior plasticidade fotossintética, conforme indicado pela maior amplitude de variação nas características fotossintéticas entre ambientes, maior número de parâmetros significativamente justados à sombra (SAC) e pela análise de componentes principais (PCA). Assim, os resultados obtidos foram coerentes com a hipótese de que a espécie pioneira G. ulmifolia apresenta maior plasticidade fotossintética do que a secundária H. courbaril.

Evidence of higher photosynthetic plasticity in the early successional Guazuma ulmifolia Lam. compared to the late successional Hymenaea courbaril L. grown in contrasting light environments

The present study investigated changes in photosynthetic characteristics of Guazuma ulmifolia Lam. (early successional species) and Hymenaea courbaril L. (late successional species) grown in contrasting light conditions as a way of assessing photosynthetic plasticity. Early successional species typically inhabit gap environments being exposed to variability in multiple resources, hence it is expected that these species would show higher photosynthetic plasticity than late successional ones. In order to test this hypothesis, light and CO2 response curves and chlorophyll content (Chl) were measured in plants grown in high and low light environments. G. ulmifolia presented the highest amounts of both Chl a and b, especially in the low light, and both species presented higher Chl a than b in both light conditions. The Chl a/b ratio was higher in high light leaves of both species and greater in G. ulmifolia. Taken together, these results evidence the acclimation potential of both species, reflecting the capacity to modulate light harvesting complexes according to the light environment. However, G. ulmifolia showed evidence of higher photosynthetic plasticity, as indicated by the greater amplitude of variation on photosynthetic characteristics between environments shown by more significant shade adjusted parameters (SAC) and principal component analysis (PCA). Thus, the results obtained were coherent with the hypothesis that the early successional species G. ulmifolia exhibits higher photosynthetic plasticity than the late successional species H. courbaril.

O presente estudo investigou mudanças nas características fotossintéticas de Guazuma ulmifolia Lam. (pioneira) e Hymenaea courbaril L. (secundária) crescidas sob condições luminosas contrastantes, como uma maneira de acessar a plasticidade fotossintética das espécies. Espécies pioneiras geralmente habitam ambientes de clareira, expostas a uma ampla variação em múltiplos recursos, o que indica que essas espécies podem apresentar maior plasticidade fotossintética do que espécies secundárias. A fim de testar essa hipótese, foram feitas curvas de resposta à luz e ao CO2 e medidas do conteúdo de clorofila (Chl) em plantas crescidas em ambientes com alta e baixa luminosidade. G. ulmifolia apresentou os maiores teores de Chl a e b, principalmente em baixa luminosidade, e ambas as espécies apresentaram maior conteúdo de clorofila a do que b em ambas as condições luminosas. A razão Chl a/b foi maior em folhas de sol em ambas as espécies e foi mais elevada em G. ulmifolia. Conjuntamente, esses resultados evidenciam um potencial de aclimatação em ambas as espécies, indicando a capacidade de modular os complexos antena de acordo com o ambiente luminoso. Contudo, G. ulmifolia mostrou evidências de maior plasticidade fotossintética, conforme indicado pela maior amplitude de variação nas características fotossintéticas entre ambientes, maior número de parâmetros significativamente justados à sombra (SAC) e pela análise de componentes principais (PCA). Assim, os resultados obtidos foram coerentes com a hipótese de que a espécie pioneira G. ulmifolia apresenta maior plasticidade fotossintética do que a secundária H. courbaril.