Lanthanum content and effects on growth, gas exchanges, and chlorophyll index in maize plants / Teor de lantânio e efeitos no crescimento, trocas gasosas e teor de clorofila em plantas de milho

Rare earth elements, such as lanthanum (La), have been applied to agriculture via fertilizers, aiming to increase the productivity and crop quality, such results observed mainly in China. However, the knowledge about the effect of La on maize growth, as well as for other species, despite the growing interest it is still limited. The aim of this study was to evaluate the effects of La on maize growth, La content,photosynthetic rate and chlorophyll content in maize plants in response to La treatment (0, 25, 50, 100, 150, 300 and 600 μM) in nutrient solution for three weeks. The plants were placed in geminated pots using a split-root technique. One of the pots in the geminated set was filled with a complete nutrient solution without La, while another was filled with a nutrient solution without phosphorus but containing different concentrations of La. It was verified that roots of maize plants can accumulate approximately sixty percent more La than shoots. Moreover, low La concentrations stimulated an increase in chlorophyll index,resulting in a slight increase in shoot biomass. At higher levels, La didn’t reduce growth but caused adecrease in both photosynthetic rate and chlorophyll index.

Elementos terra rara, como lantânio (La), são aplicados à agricultura via fertilizantes, com oobjetivo de aumentar a produtividade e a qualidade das culturas agrícolas, fato observado principalmente naChina. Entretanto, o conhecimento sobre o efeito de La no crescimento do milho, bem como para outrasculturas agrícolas, ainda é limitado apesar do interesse crescente. O presente estudo objetivou avaliar oefeito da aplicação de La sobre o crescimento, teor de La, fotossíntese e teor de clorofila em plantas demilho, expostas a concentrações crescentes de La (0, 25, 50, 100, 150, 300 e 600 μM) em solução nutritivapor três semanas. As plantas foram colocadas em vasos geminados usando uma técnica de raiz divisória.Um dos potes no conjunto geminado foi preenchido com solução nutritiva completa que não continha La,enquanto outra foi preenchida com solução nutritiva sem fósforo, mas contendo diferentes concentraçõesde La. Foi verificado que as raízes das plantas de milho podem acumular sessenta por cento mais La quandocomparado à parte aérea. Além disso, as baixas concentrações de La estimularam o aumento do teor declorofila, resultando em um aumento na biomassa da parte aérea. Em concentrações mais elevadas, aaplicação de La não reduziu o crescimento das plantas de milho, mas causou diminuição na taxafotossintética e no índice de clorofila.

Urochloa decumbens growth and P uptake as affected by long-term phosphate fertilization, mycorrhizal inoculation and historical land use in contrasting Oxisols of the Brazilian Cerrado / Crescimento e absorção de P por Urochloa decumbens afetado por longos períodos de adubação fosfatada, inoculação micorrízica e histórico de uso em Latossolos contrastantes do Cerrado brasileiro

ABSTRACT In the fertility management of highly weathered-leached Brazilian Oxisols, P is the most limiting macronutrient. A greenhouse experiment was conducted with the objective to evaluate the influence of the interaction between P doses, mycorrhizal inoculation and historical land use on Urochloa decumbens growth and P uptake in four Oxisols with contrasting chemical, physical and mineralogical properties. The plants were cultivated in plastic pots containing 4 kg of soil in a completely randomized design, four replications and 2x2x2 factorial scheme: with two P doses; with and without mycorrhizal inoculation; soils cultivated for long periods and non-cultivated (under native vegetation). There were two plantings of ten weeks each. Shoot dry mater, concentration and accumulation of P in the shoot were evaluated. In the first planting, the Urochloa response was greater in non-cultivated soils associated with inoculation and P addition. However, in the second planting, the inoculation had a greater effect in all soils compared to the first planting associated with the lowest P dose. As the P concentration in the soil increased, P in the shoot dry matter increases. The inoculation did not affect the P concentration and accumulation in the shoot of Urochloa. The growth of Urochloa decumbens was strongly influenced by the interaction among soil class x history of land use x dose of P x inoculation.

RESUMO No manejo da fertilidade de Latossolos brasileiros altamente intemperizados e lixiviados, o P é o macronutriente mais limitante. Assim, conduziu-se um experimento em casa de vegetação, objetivando-se avaliar a influência da interação entre doses de P, inoculação micorrízica e histórico de uso do solo no crescimento de Urochloa decumbens e absorção de P, em quatro Latossolos com atributos químicos, físicos e mineralógicos contrastantes. As plantas foram cultivadas em vasos contendo 4 kg de solo, dispostos em um delineamento inteiramente casualizado, com quatro repetições e esquema fatorial 2x2x2: duas doses de P; com e sem inoculação micorrízica; solos cultivados por longos períodos e não cultivados (sob vegetação nativa). Realizaram-se dois cultivos com duração de 10 semanas cada. Após cada cultivo avaliaram-se a matéria seca da parte aérea, teor e acúmulo de P na parte aérea. No primeiro cultivo, maior resposta ao P aconteceu nos solos sob vegetação nativa em associação à inoculação e adição de P. No segundo cultivo, a inoculação teve maior efeito em todos os solos, associada à menor dose de P. O aumento do P no solo aumenta a concentração desse nutriente na parte aérea. A inoculação não teve efeito na concentração e no acúmulo de P na parte aérea de Urochloa. O crescimento de Urochloa decumbens foi fortemente influenciado pela interação entre classe de solo x histórico de uso da terra x dose de P x inoculação.

Arbuscular mycorrhizal fungi and colonization stimulant in cotton and maize / Fungos micorrízicos arbusculares e estimulante da colonização na cultura do algodoeiro e do milho

ABSTRACT: The objective of this study was to evaluate the effects of inoculation with different arbuscular mycorrhizal fungi native to Cerrado, associated with the application of colonization stimulant (7-hydroxy, 4’-methoxy-isoflavone) at the initial growth of cotton and maize plants in a greenhouse. The experiment was carried out in a completely randomized design and 7x2 factorial scheme, with five species of arbuscular mycorrhizal fungi and combined inoculation (uniting all species in equal proportion) and native fungi, in the presence and absence of colonization stimulant in maize and cotton crops. Shoots dry matter (SDM), roots dry matter (RDM), mycorrhizal colonization and accumulation of calcium, zinc and phosphorus in the SDM were evaluated at flowering. Inoculation of arbuscular mycorrhizal fungi and the use of colonization stimulant at low density of arbuscular mycorrhizal fungi propagules was beneficial to plant development. Inoculation with mycorrhizal fungi demonstrated different effects for the various parameters evaluated in cotton and maize, and the application of colonization stimulant promoted higher mycorrhizal colonization and initial growth in cotton, when associated with native AMF, and in corn, when associated with inoculation with Dentiscutata heterogama, Gigaspora margarita and Rhizophagus clarus.

RESUMO: O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos da inoculação com diferentes fungos micorrízicos arbusculares nativos do Cerrado, associados à aplicação de estimulante de colonização (7-hidroxi, 4’-metoxi-isoflavona) no crescimento inicial de plantas de algodão e milho em casa de vegetação. O experimento foi conduzido em delineamento inteiramente casualizado e esquema fatorial 7x2, com cinco espécies de fungos micorrízicos arbusculares e inoculação combinada (unindo todas as espécies em proporção igual) e fungos nativos, na presença e ausência de estimulante de colonização em culturas de milho e algodão. Avaliou-se a massa de matéria seca (SDM), matéria seca de raízes (RDM), colonização micorrízica e acúmulo de cálcio, zinco e fósforo na SDM. A inoculação com fungos micorrízicos arbusculares e o uso de estimulante de colonização em baixa densidade de propágulos de fungos micorrízicos arbusculares foi benéfico para o desenvolvimento da planta. A inoculação com fungos micorrízicos mostrou efeitos diferentes para os vários parâmetros avaliados no algodão e no milho, e a aplicação de estimulante de colonização promoveu maior colonização micorrízica e crescimento inicial no algodão quando associado à fungos micorrízicos arbusculares nativa e no milho quando associado à inoculação com Dentiscutata heterogama, Gigaspora margarita e Rhizophagus clarus.

Enrichment of arbuscular mycorrhizal fungi in a contaminated soil after rehabilitation

Abstract Spore counts, species composition and richness of arbuscular mycorrhizal fungi, and soil glomalin contents were evaluated in a soil contaminated with Zn, Cu, Cd and Pb after rehabilitation by partial replacement of the contaminated soil with non-contaminated soil, and by Eucalyptus camaldulensis planting with and without Brachiaria decumbens sowing. These rehabilitation procedures were compared with soils from contaminated non-rehabilitated area and non-contaminated adjacent soils. Arbuscular mycorrhizal fungi communities attributes were assessed by direct field sampling, trap culture technique, and by glomalin contents estimate. Arbuscular mycorrhizal fungi was markedly favored by rehabilitation, and a total of 15 arbuscular mycorrhizal fungi morphotypes were detected in the studied area. Species from the Glomus and Acaulospora genera were the most common mycorrhizal fungi. Number of spores was increased by as much as 300-fold, and species richness almost doubled in areas rehabilitated by planting Eucalyptus in rows and sowing B. decumbens in inter-rows. Contents of heavy metals in the soil were negatively correlated with both species richness and glomalin contents. Introduction of B. decumbens together with Eucalyptus causes enrichment of arbuscular mycorrhizal fungi species and a more balanced community of arbuscular mycorrhizal fungi spores in contaminated soil.

Mycorrhization stimulant based in formononetin associated to fungicide and doses of phosphorus in soybean in the cerrado / Estimulante de micorrização a base de formononetina associado à fungicida e doses de fósforo em soja no cerrado

Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) are obligatory biotrophics, which complicates the feasibility of producing inoculants. Thus, the discovery of substances capable of stimulating mycorrhizal colonization, like the isoflavone formononetin emerges as a promising alternative to explore the benefits of AMF native soil in extensive crops system. The aim of this study was evaluate the application of the isoflavone formononetin (7-hydroxy-4'-methoxy isoflavone) andfungicide via seed in Cerrado soil in no-tillage system and fertilization with two doses of phosphorus in soybean under field and controlled conditions. In the field experiment the treatments were three levels of formononetin (0, 0.5 and 1.0 mg Formononetin seed-1) in the absence and presence of fungicide (Carbendazim + Thiram commercial mix) applied to seeds with two doses of phosphorus (100 % and 33% of the recommended fertilization). The study was conducted until the maturation of soybeans. The greenhouse conditions experiment was implemented with the same treatments used in the field research and the flowering stage of the soybean plant was simulated water stress during 10 days, returning to normal irrigation until to harvest the soybean grain. Applying of formononetin stimulated the increased of mycorrhizal colonization, number of nodules, vegetative growth and soybean production in the greenhouse. In the field research the treatments contributed to attenuate the negative effect of the fungicide Carbendazim + Thiram in soybean reflecting increased soybean production and adequate supply of soil phosphorus besides high density of propagules of natives AMF that contributed to reduce the benefits of stimulating mycorrhizal (formononetin) in this research.

Os fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) são biotróficos obrigatórios, o que dificulta a viabilidade da produção de inoculantes. Com a descoberta de substâncias capazes de estimular a colonização micorrízica, o isoflavonóide formononetina surge como uma alternativa promissora para explorar os benefícios dos FMAs nativos do solo em cultivos extensivos. O objetivo do presente estudo foi de avaliar os efeitos das aplicações do isoflavonóide formononetina (7-hydroxy-4'-methoxy isoflavone) e de fungicida nas sementes em solo do Cerrado no sistema de plantio direto com duas doses de fósforo na cultura da soja em campo e em casa de vegetação. No experimento de campo os tratamentos foram três doses de formononetina (0, 0,5 e 1,0 mg de Formononetina semente-1); na ausência e presença de fungicida (Mistura comercial Carbendazim + Thiram) aplicado via semente e duas doses de fósforo (100 % e 33 % da adubação recomendada). O experimento de casa de vegetação foi implantado com os mesmos tratamentos utilizado no estudo em campo e na fase de florescimento das plantas de soja foi simulado um estresse hídrico, por 10 dias, retornando a irrigação normal até a colheita dos grãos. A aplicação de formononetina estimulou aumento da colonização micorrízica, número de nódulos, crescimento vegetativo e a produção de grãos soja em condições de déficit hídrico simulado em casa de vegetação e no no estudo de campo contribui para amenizar o efeito negativo dos fungicidas nas plantas de soja refletindo em aumento da produção da soja.

Occurrence and diversity of arbuscular mycorrhizal fungi in trap cultures from soils under different land use systems in the Amazon, Brazil / Ocorrência e diversidade de fungos micorrízicos arbuculares em culturas armadilhas de solos sob diferentes sistema de uso na Amazônia, Brasil

The aim of this work was to evaluate the occurrence of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) species diversity in soil samples from the Amazon region under distinct land use systems (Forest, Old Secondary Forest, Young Secondary Forest, Agroforestry systems, Crops and Pasture) using two distinct trap cultures. Traps established using Sorghum sudanense and Vigna unguiculata (at Universidade Regional de Blumenau - FURB) and Brachiaria decumbens and Neonotonia wightii (at Universidade Federal de Lavras - UFLA) were grown for 150 days in greenhouse conditions, when spore density and species identification were evaluated. A great variation on species richness was detected in several samples, regardless of the land use systems from where samples were obtained. A total number of 24 AMF species were recovered using both methods of trap cultures, with FURB';s traps yielding higher number of species. Acaulospora delicata, A. foveata, Entrophospora colombiana and two undescribed Glomus species were the most abundant and frequent species recovered from the traps. Number of species decreased in each genus according to this order: Acaulospora, Glomus, Entrophospora, Gigaspora, Archaeospora, Scutellospora and Paraglomus. Spore numbers were higher in Young Secondary Forest and Pastures. Our study demonstrated that AMF have a widespread occurrence in all land use systems in Amazon and they sporulate more abundantly in trap cultures from land uses under interference than in the pristine Forest ecosystem.

O objetivo deste trabalho foi avaliar a ocorrência de espécies de fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) em amostras de solos da região Amazônica sob diferentes sistemas de uso da terra (Floresta, Capoeira Velha, Capoeira Nova, Sistema Agroflorestal, Culturas e Pastagens) usando dois métodos de culturas armadilhas. Culturas armadilhas estabelecidas com Sorghum sudanense e Vigna unguiculata (na Universidade Regional de Blumenau - FURB) e Brachiaria decumbens e Neonotonia wightii (na Universidade Federal de Lavras - UFLA) foram cultivadas por 150 dias em condições de casa-de-vegetação e avaliadas para o número de esporos e identificação das espécies. Uma grande variação na riqueza de espécies foi detectada em várias amostras, independente do sistema de uso da terra de onde as amostras foram obtidas. Um total de 24 espécies de FMAs foram recuperadas usando ambas metodologias de culturas armadilhas e as culturas estabelecidas na FURB produziram um número maior de espécies. Acaulospora delicata, A. foveata, Entrophospora colombiana e duas espécies não descritas de Glomus foram as espécies mais abundantes e freqüentes recuperadas das culturas armadilhas. O número de espécies diminui em cada gênero na seguinte ordem: Acaulospora, Glomus, Entrophospora, Gigaspora, Archaeospora, Scutellospora e Paraglomus. Número de esporos foi maior na Capoeira jovem e Pastagens. Nosso estudo demonstrou que os FMAs possuem uma ampla dispersão em todos os sistemas de uso na Amazônia e que eles esporulam mais abundantemente em culturas armadilhas estabelecidas de solos sob interferência antrópica do que em solos de Floresta nativa.

Arbuscular mycorrhizal fungi in papaya plantations of Espírito Santo and Bahia, Brazil

The aim of this study was to obtain knowledge on arbuscular mycorrhizal (AM) associations in papaya (Caricapapaya, L.) in field soils and nursery conditions. Sixty seven soil and root samples were taken in February and May of 1996, from 47 commercial plantations in the North of Espirito Santo State and the West and South of Bahia State, in Brazil. Samples were used for direct spore counts, root colonization assessment and for trap culture with Sorghumbicolor (L.) Moench and Crotalariajuncea L. Additional sampling was done in commercial nurseries to evaluate mycorrhizal colonization. Although papaya cropping systems are usually under high input of fertilizers and pesticides, papaya roots showed considerable arbuscular mycorrhizal (AM) colonization, ranging from 6 percent to 83 percent. Colonization rates were most influenced by available soil P, correlated positively with percentage of sand and soil pH, but correlated negatively with soil clay content. AM colonization of nursery seedlings was very low in most samples. Field spore numbers varied from 34 to 444/30g of soil. All Glomerales families were represented and 24 fungal species identified. Glomusetunicatum, Paraglomusoccultum, Acaulosporascrobiculata and Gigaspora sp. were the most common species.

O trabalho objetivou a obtenção de conhecimento sobre a associação micorrízica arbuscular (MA) em mamoeiro (Carica papaya, L.) em condições de pomar e viveiro. Sessenta e sete amostras de solo e raízes foram coletadas em quarenta e sete pomares comerciais nos meses de fevereiro e maio de 1996, abrangendo o Norte do Espírito Santo e o Oeste e Sul da Bahia. Amostras foram usadas para contagem direta de esporos, avaliação da colonização radicular e para cultivo armadilha com Sorghum bicolor (L.) Moench e Crotalariajuncea (L.). Amostragens adicionais foram feitas em viveiros comerciais, para avaliar a colonização micorrízica. Embora os sistemas de cultivo do mamoeiro recebam grande quantidade de insumos na forma de fertilizantes e pesticidas, as raízes apresentaram percentagem de colonização radicular variando de 6 por cento a 83 por cento. As taxas de colonização mostraram-se relacionadas com o P disponível do solo, correlacionando-se positivamente com areia e pH do solo, mas negativamente com os teores de argila. Em viveiros, a percentagem de colonização nas plântulas foi baixa na maioria das amostras. Em campo o número de esporos variou de 34 a 444/30g de solo. Todas as famílias do filo Glomeromycota estiveram representadas e 24 espécies fúngicas foram identificadas. Glomusetunicatum, Paraglomusoccultum, Acaulosporascrobiculata e Gigaspora sp. foram as espécies de maior ocorrência.