Bradyrhizobium occurrence in nodules of perennial horsegram.

The introduction of a forage legume into a tropical pasture should decrease the need for N fertilizer, provided biological N2 fixation (BNF) contributes enough to compensate for exported N. Macrotyloma axillare (perennial horsegram) is a suitable legume for composing mixed pastures, and our hypothesis is that the isolation of indigenous rhizobia from roots and rhizosphere is the way of achieving an efficient inoculant to maximize BNF to the legume. Nodules and rhizosphere soil taken from M. axillare grown in a mixed pasture with palisade grass were sampled and used in a trap host assay using Leonard jars containing a mixture of vermiculite and sand. A total of ten bacteria were initially isolated using this technique. The isolates were then used in two experiments to evaluate the inoculation responses on the perennial horsegram in greenhouse conditions to which nodulation, plant growth, and shoot N accumulation were measured. Phylogenetic analyses based on 16S rRNA and recA placed all strains within genus Bradyrhizobium, some of them not previously described. The best strain provided more than 120 nodules and more than 65 mg of nodules per plant. Strain BR14182 was considered the most promising given the high dry matter and N accumulation in plant shoots. This study provides the first analysis of Bradyrhizobium diversity nodulating M. axillare in Brazil and provided evidence of the role of inoculation in incrementing the plant-rhizobium symbiosis in a forage legume.

Deposition and decomposition of litter in periods of grazing and rest of a tropical pasture under rotational grazing / Deposição e decomposição de serapilheira em períodos de pastejo e descanso de uma pastagem tropical sob pastejo rotativo

The objectives of this study were to determine the rates of plant litter deposition and decomposition in Marandu pastures (Urochloa brizantha cv. Marandu) under a) three forms of nitrogen (N) supply, b) at different stages of rotational grazing and c) to compare the single-exponential decay constant (‘k) derived from litterbags with values derived from estimates of deposited and existing litter (DEL technique). The three N supply treatments were: without or with N fertilization (zero or 150 kg N ha-1 yr-1) or with the legume Desmodium ovalifolium. There were no significant differences (p<0.05) between existing litter and rates of litter deposition and decomposition between the three N supply treatments. The litter decomposition rate was estimated using the DEL technique for the 7-day grazing periods and two subsequent 14-day periods in each 35-day grazing cycle. The litter decomposition rate was (P<0.05) higher for the second rest period (days 21 to 35) at 0.089 g g-1 day-1, than for the grazing period (0.038 g g-1 day-1) and for the first rest period (0.040 g g-1 day-1). The mean half-life of the litter was 12 days using the DEL technique while the estimate from the litterbags was 136 days. Results showed that estimates provided by litterbags severely underestimate the decomposition in relation to the DEL technique and predict a long-term accumulation of litter which is not observed.(AU)

Os objetivos deste estudo foram determinar taxas de deposição e decomposição de serapilheira em pastagens de Marandu (Urochloa brizantha cv. Marandu) sob a) três formas de suprimento de nitrogênio (N), b) em diferentes estágios de pastejo rotativo e c) comparar a constante de decomposição (‘k) derivada de “litterbags” com os valores derivados das estimativas de serapilheira existente e depositada (técnica SED). Os três tratamentos de suprimento de N foram: sem ou com adubação nitrogenada (zero ou 150 kg N ha-1 ano-1) ou com a leguminosa Desmodium ovalifolium. Não houve diferenças significativas (p<0,05) entre a serapilheira existente e as taxas de deposição e decomposição da serapilheira entre os três tratamentos de N. A taxa de decomposição da serapilheira foi estimada usando a técnica SED para os 7 dias de pastejo e dois períodos subsequentes de 14 dias em cada ciclo de 35 dias. A taxa de decomposição da serapilheira foi (p<0,05) maior no segundo período de descanso (dias 21 a 35) em 0,089 g g-1 dia-1, do que no período de pastejo (0,038 g g-1 dia-1) e no primeiro período de repouso (0,040 g g-1 dia-1). A meia-vida média da serapilheira foi de 12 dias pela técnica SED, enquanto a estimativa dos “litterbags” foi de 136 dias. Os resultados mostram que as estimativas fornecidas pelos “litterbags” subestimam severamente a decomposição em relação à técnica SED, e preveem um acúmulo de serapilheira a longo prazo que não é observado.(AU)

Deposition and decomposition of litter in periods of grazing and rest of a tropical pasture under rotational grazing / Deposição e decomposição de serapilheira em períodos de pastejo e descanso de uma pastagem tropical sob pastejo rotativo

The objectives of this study were to determine the rates of plant litter deposition and decomposition in Marandu pastures (Urochloa brizantha cv. Marandu) under a) three forms of nitrogen (N) supply, b) at different stages of rotational grazing and c) to compare the single-exponential decay constant (‘k’) derived from litterbags with values derived from estimates of deposited and existing litter (DEL technique). The three N supply treatments were: without or with N fertilization (zero or 150 kg N ha-1 yr-1) or with the legume Desmodium ovalifolium. There were no significant differences (p<0.05) between existing litter and rates of litter deposition and decomposition between the three N supply treatments. The litter decomposition rate was estimated using the DEL technique for the 7-day grazing periods and two subsequent 14-day periods in each 35-day grazing cycle. The litter decomposition rate was (P<0.05) higher for the second rest period (days 21 to 35) at 0.089 g g-1 day-1, than for the grazing period (0.038 g g-1 day-1) and for the first rest period (0.040 g g-1 day-1). The mean half-life of the litter was 12 days using the DEL technique while the estimate from the litterbags was 136 days. Results showed that estimates provided by litterbags severely underestimate the decomposition in relation to the DEL technique and predict a long-term accumulation of litter which is not observed.

Os objetivos deste estudo foram determinar taxas de deposição e decomposição de serapilheira em pastagens de Marandu (Urochloa brizantha cv. Marandu) sob a) três formas de suprimento de nitrogênio (N), b) em diferentes estágios de pastejo rotativo e c) comparar a constante de decomposição (‘k’) derivada de “litterbags” com os valores derivados das estimativas de serapilheira existente e depositada (técnica SED). Os três tratamentos de suprimento de N foram: sem ou com adubação nitrogenada (zero ou 150 kg N ha-1 ano-1) ou com a leguminosa Desmodium ovalifolium. Não houve diferenças significativas (p<0,05) entre a serapilheira existente e as taxas de deposição e decomposição da serapilheira entre os três tratamentos de N. A taxa de decomposição da serapilheira foi estimada usando a técnica SED para os 7 dias de pastejo e dois períodos subsequentes de 14 dias em cada ciclo de 35 dias. A taxa de decomposição da serapilheira foi (p<0,05) maior no segundo período de descanso (dias 21 a 35) em 0,089 g g-1 dia-1, do que no período de pastejo (0,038 g g-1 dia-1) e no primeiro período de repouso (0,040 g g-1 dia-1). A meia-vida média da serapilheira foi de 12 dias pela técnica SED, enquanto a estimativa dos “litterbags” foi de 136 dias. Os resultados mostram que as estimativas fornecidas pelos “litterbags” subestimam severamente a decomposição em relação à técnica SED, e preveem um acúmulo de serapilheira a longo prazo que não é observado.

Mineral composition of legumes forages cultivated under different levels of shade / Composição mineral de leguminosas forrageiras cultivadas sob diferentes níveis de sombreamento

The objective of this study was to evaluate the composition of calcium, phosphorus and potassium, and the leaf: stem ratio of four tropical forage legumes: Calopogonium mucunoides (calopo), Pueraria phaseoloides (puero), Macrotyloma axillare (archer) and Neonotonia wightii (perennial soybean), under different levels of artificial shade (0, 30, 50 and 70%) in the summer and autumn seasons of 2006 and 2007, respectively. The experimental design was a randomized complete block in factorial 4x4 design with four replications. Was used SNK test at 5% probability to evaluate the effect of the legume species and regression analysis to test the effect of the level of shading. There was a trend of increase in the concentration of 3 independent minerals examined the season. In contrast, there was a reduction in the leaf: stem ratio and a slight increase in specific leaf area archer, perennial soybean and puero (R2 ? 40%), which suggests small effect of shading on the morphology of leaves of 3 forage legumes, which in turn have little effect concentrating minerals, besides these finding is confirmed the annual calopo behavior, which prevents their use as legume forage for the autumn season.(AU)

Objetivou-se neste estudo avaliar a composição de cálcio, fósforo e potássio e, a relação folha/haste de quatro leguminosas forrageiras tropicais: Calopogonium mucunoides (calopogônio), Pueraria phaseoloides (kudzu tropical), Macrotyloma axillare (macrotiloma) e Neonotonia wightii (soja perene), submetidas a diferentes níveis de sombreamento artificiais (0, 30, 50 e 70%), nas estações de verão e outono dos anos de 2006 e 2007, respectivamente. O delineamento experimental utilizado foi em blocos completos casualizados em esquema fatorial 4x4, com quatro repetições. Utilizou-se o teste SNK a 5% de probabilidade para avaliar o efeito da espécie leguminosa e análise de regressão para testar o efeito do nível de sombreamento. Houve uma tendência de aumento na concentração dos 3 minerais avaliados independentes da estação do ano. Em contrapartida, ocorreu redução na relação folha/haste e um ligeiro aumento na área foliar específica do macrotiloma, kudzu tropical e soja perene (R2 ? 40%), o que sugere pouco efeito do sombreamento sobre a morfologia das folhas destas 3 leguminosas, que por sua vez apresentam pouco efeito concentrador de minerais, além destas constatação confirma-se o comportamento anual do calopogônio, o que inviabiliza seu emprego como leguminosa forrageira para a estação de outono.(AU)

Mineral composition of legumes forages cultivated under different levels of shade / Composição mineral de leguminosas forrageiras cultivadas sob diferentes níveis de sombreamento

The objective of this study was to evaluate the composition of calcium, phosphorus and potassium, and the leaf: stem ratio of four tropical forage legumes: Calopogonium mucunoides (calopo), Pueraria phaseoloides (puero), Macrotyloma axillare (archer) and Neonotonia wightii (perennial soybean), under different levels of artificial shade (0, 30, 50 and 70%) in the summer and autumn seasons of 2006 and 2007, respectively. The experimental design was a randomized complete block in factorial 4x4 design with four replications. Was used SNK test at 5% probability to evaluate the effect of the legume species and regression analysis to test the effect of the level of shading. There was a trend of increase in the concentration of 3 independent minerals examined the season. In contrast, there was a reduction in the leaf: stem ratio and a slight increase in specific leaf area archer, perennial soybean and puero (R2 ? 40%), which suggests small effect of shading on the morphology of leaves of 3 forage legumes, which in turn have little effect concentrating minerals, besides these finding is confirmed the annual calopo behavior, which prevents their use as legume forage for the autumn season.

Objetivou-se neste estudo avaliar a composição de cálcio, fósforo e potássio e, a relação folha/haste de quatro leguminosas forrageiras tropicais: Calopogonium mucunoides (calopogônio), Pueraria phaseoloides (kudzu tropical), Macrotyloma axillare (macrotiloma) e Neonotonia wightii (soja perene), submetidas a diferentes níveis de sombreamento artificiais (0, 30, 50 e 70%), nas estações de verão e outono dos anos de 2006 e 2007, respectivamente. O delineamento experimental utilizado foi em blocos completos casualizados em esquema fatorial 4x4, com quatro repetições. Utilizou-se o teste SNK a 5% de probabilidade para avaliar o efeito da espécie leguminosa e análise de regressão para testar o efeito do nível de sombreamento. Houve uma tendência de aumento na concentração dos 3 minerais avaliados independentes da estação do ano. Em contrapartida, ocorreu redução na relação folha/haste e um ligeiro aumento na área foliar específica do macrotiloma, kudzu tropical e soja perene (R2 ? 40%), o que sugere pouco efeito do sombreamento sobre a morfologia das folhas destas 3 leguminosas, que por sua vez apresentam pouco efeito concentrador de minerais, além destas constatação confirma-se o comportamento anual do calopogônio, o que inviabiliza seu emprego como leguminosa forrageira para a estação de outono.

Forage intake and botanical composition of feed for cattle fed Brachiaria/legume mixtures

A key contribution to study the cycling of nutrients in soil/plant/animal systems is the evaluation of the consumption of forage and their nutrients by cattle. The objective of this study was to test techniques to evaluate faecal production, in vitro digestibility, forage consumption and the proportion of legume in the acquired diet. Five Zebu steer calves were confined and fed five diets of different combinations of Brachiaria dictyoneura and Desmodium ovalifolium. All quantities of faeces were collected per animal and these values were found to compare favourably with those derived from using the chromium oxide technique. In vitro digestibility ranged from 7 to 10% higher than the actual in vivo digestibility. Faecal samples from steers fed with diets with 25% or more of grass in the mixture were found to be depleted in 13C between 1.7 and 2.1‰, but no depletion was observed when the diet was 100% D. ovalifolium. There was a positive linear regression (r² = 0.97***) of the 13C of the diet with the 13C of faeces, but if the acquired diet contained a very high proportion of legume, the legume content could be underestimated by as much as 10%. None of the internal indicators, such as lignin or ash content of the diets, were useful to predict feed intake, but the chromium oxide external indicator performed satisfactorily. The 13C analysis of the faeces was an effective predictor of the proportion of the legume in the consumed diet.

Uma contribuição fundamental para o estudo da ciclagem de nutrientes no sistema solo/planta/ animal é a avaliação do consumo pelo gado de forragem e dos nutrientes nela contidos. Testaram-se, sob condições controladas, técnicas para avaliar a produção fecal, digestibilidade in vitro, consumo de forragem e a proporção de leguminosa ingerida na dieta. Cinco novilhos de Zebu foram confinados e alimentados com quantidades conhecidas de cinco rações com diferentes proporções de Brachiaria dictyoneura e Desmodium ovalifolium. Todas as fezes bovinas foram recolhidas e pesadas e estes valores foram comparáveis com as estimativas da produção fecal derivadas do uso da técnica de óxido de cromo. A digestibilidade in vitro variou de 7 a 10% acima da digestibilidade in vivo atual. Amostras de fezes de novilhos alimentados com dietas com 25% ou mais de capim na mistura apresentaram abundância de 13C por entre 1,7 e 2,1‰, mas este empobrecimento isotópico não foi observado quando a dieta era com 100% D. ovalifolium. Houve correlação positiva linear (r² = 0,97***) entre 13C da dieta com o 13C das fezes, mas o conteúdo de leguminosa foi subestimado em mais de 10% quando a dieta ingerida foi de 100% de leguminosa. Nenhum dos indicadores internos, como o conteúdo de lignina ou cinzas, foram úteis para prever o consumo de forragem, mas os resultados da técnica utilizando óxido crômico como indicador externo foram satisfatórios. A abundância de 13C das fezes foi indicador adequado da proporção da leguminosa na dieta.

Forage intake and botanical composition of feed for cattle fed Brachiaria/legume mixtures

A key contribution to study the cycling of nutrients in soil/plant/animal systems is the evaluation of the consumption of forage and their nutrients by cattle. The objective of this study was to test techniques to evaluate faecal production, in vitro digestibility, forage consumption and the proportion of legume in the acquired diet. Five Zebu steer calves were confined and fed five diets of different combinations of Brachiaria dictyoneura and Desmodium ovalifolium. All quantities of faeces were collected per animal and these values were found to compare favourably with those derived from using the chromium oxide technique. In vitro digestibility ranged from 7 to 10% higher than the actual in vivo digestibility. Faecal samples from steers fed with diets with 25% or more of grass in the mixture were found to be depleted in 13C between 1.7 and 2.1‰, but no depletion was observed when the diet was 100% D. ovalifolium. There was a positive linear regression (r² = 0.97***) of the 13C of the diet with the 13C of faeces, but if the acquired diet contained a very high proportion of legume, the legume content could be underestimated by as much as 10%. None of the internal indicators, such as lignin or ash content of the diets, were useful to predict feed intake, but the chromium oxide external indicator performed satisfactorily. The 13C analysis of the faeces was an effective predictor of the proportion of the legume in the consumed diet.

Uma contribuição fundamental para o estudo da ciclagem de nutrientes no sistema solo/planta/ animal é a avaliação do consumo pelo gado de forragem e dos nutrientes nela contidos. Testaram-se, sob condições controladas, técnicas para avaliar a produção fecal, digestibilidade in vitro, consumo de forragem e a proporção de leguminosa ingerida na dieta. Cinco novilhos de Zebu foram confinados e alimentados com quantidades conhecidas de cinco rações com diferentes proporções de Brachiaria dictyoneura e Desmodium ovalifolium. Todas as fezes bovinas foram recolhidas e pesadas e estes valores foram comparáveis com as estimativas da produção fecal derivadas do uso da técnica de óxido de cromo. A digestibilidade in vitro variou de 7 a 10% acima da digestibilidade in vivo atual. Amostras de fezes de novilhos alimentados com dietas com 25% ou mais de capim na mistura apresentaram abundância de 13C por entre 1,7 e 2,1‰, mas este empobrecimento isotópico não foi observado quando a dieta era com 100% D. ovalifolium. Houve correlação positiva linear (r² = 0,97***) entre 13C da dieta com o 13C das fezes, mas o conteúdo de leguminosa foi subestimado em mais de 10% quando a dieta ingerida foi de 100% de leguminosa. Nenhum dos indicadores internos, como o conteúdo de lignina ou cinzas, foram úteis para prever o consumo de forragem, mas os resultados da técnica utilizando óxido crômico como indicador externo foram satisfatórios. A abundância de 13C das fezes foi indicador adequado da proporção da leguminosa na dieta.