Enzymatic antioxidant responses to biostimulants in maize and soybean subjected to drought

Water stress is one of the most important environmental factors inducing physiological changes in plants, such as decrease in the water potential of the cells, the stomatal closure; and the development of oxidative processes mediated by reactive oxygen species (ROS). Antioxidant enzymes superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), and ascorbate peroxidase (APX) are efficient scavengers of ROS. The aim of this research was to examine how the application of biostimulant based on humic substances and aminoacids may affect activity levels of SOD, CAT, and APX of maize and soybean plants under well-watered or drought stress conditions. Pots (4.5 L) were filled with a Typic Hapludult soil where the biostimulants doses were applied. It was taken leaf samples in order to analyze SOD, CAT, and APX activities in plants. SOD and APX activity levels were increased by application of biostimulant 1 in maize subjected to stress. Catalase activity was not enhanced in plants by using the biostimulants. The composition of the biostimulants was not able to enhance stress tolerance in maize and soybean plants subjected to water stress.

O estresse hídrico é um dos mais importantes fatores ambientais que induz mudanças fisiológicas, como diminuição do potencial de água na célula, o fechamento dos estômatos e o desenvolvimento de processos oxidativos mediante a formação das espécies reativas de oxigênio (ROS). As enzimas antioxidantes superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT) e ascorbato peroxidase (APX) são eficientes eliminadores das ROS. O objetivo deste estudo foi examinar como a aplicação de bioestimulantes com substâncias húmicas e aminoácidos em sua composição afeta os níveis de SOD, CAT e APX nos tecidos das folhas de plantas de milho e de soja cultivadas com ou sem estresse hídrico. Amostras de um Argissolo foram colocadas em vasos (4,5 L) onde foram adicionadas as doses dos bioestimulantes. Foram retiradas amostras de folhas para análise da atividade da SOD, CAT e APX nas plantas. A SOD e APX aumentaram nas plantas de milho com a aplicação do bioestimulante 1. A atividade da CAT não aumentou nas plantas com a aplicação dos bioestimulantes. As composições dos bioestimulantes não possibilitaram aumento na resistência ao estresse hídrico em plantas de milho e de soja submetidas ao estresse hídrico

Enzymatic antioxidant responses to biostimulants in maize and soybean subjected to drought

Water stress is one of the most important environmental factors inducing physiological changes in plants, such as decrease in the water potential of the cells, the stomatal closure; and the development of oxidative processes mediated by reactive oxygen species (ROS). Antioxidant enzymes superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), and ascorbate peroxidase (APX) are efficient scavengers of ROS. The aim of this research was to examine how the application of biostimulant based on humic substances and aminoacids may affect activity levels of SOD, CAT, and APX of maize and soybean plants under well-watered or drought stress conditions. Pots (4.5 L) were filled with a Typic Hapludult soil where the biostimulants doses were applied. It was taken leaf samples in order to analyze SOD, CAT, and APX activities in plants. SOD and APX activity levels were increased by application of biostimulant 1 in maize subjected to stress. Catalase activity was not enhanced in plants by using the biostimulants. The composition of the biostimulants was not able to enhance stress tolerance in maize and soybean plants subjected to water stress.

O estresse hídrico é um dos mais importantes fatores ambientais que induz mudanças fisiológicas, como diminuição do potencial de água na célula, o fechamento dos estômatos e o desenvolvimento de processos oxidativos mediante a formação das espécies reativas de oxigênio (ROS). As enzimas antioxidantes superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT) e ascorbato peroxidase (APX) são eficientes eliminadores das ROS. O objetivo deste estudo foi examinar como a aplicação de bioestimulantes com substâncias húmicas e aminoácidos em sua composição afeta os níveis de SOD, CAT e APX nos tecidos das folhas de plantas de milho e de soja cultivadas com ou sem estresse hídrico. Amostras de um Argissolo foram colocadas em vasos (4,5 L) onde foram adicionadas as doses dos bioestimulantes. Foram retiradas amostras de folhas para análise da atividade da SOD, CAT e APX nas plantas. A SOD e APX aumentaram nas plantas de milho com a aplicação do bioestimulante 1. A atividade da CAT não aumentou nas plantas com a aplicação dos bioestimulantes. As composições dos bioestimulantes não possibilitaram aumento na resistência ao estresse hídrico em plantas de milho e de soja submetidas ao estresse hídrico

Extração e fitodisponibilidade de metais em resposta à adição de lodo de esgoto no solo

To evaluate environmental risk of sludge application in agriculture, a greenhouse experiment was carried out in Piracicaba, SP, Brazil, to compare the efficiency of extractors in the availability of heavy metals to plants, in soil treated with sewage sludge. The effect of the sludge was also evaluated combined or not with P, K and PK, on the accumulation of metals in the shoot. Soil samples, collected from the 0-20 cm layer of a Typic Hapludalf were placed in pots and mixed with 0, 10, 20, 30, 40 and 50 Mg ha-1 (dry-basis) of sludge. Thirty days after incubation, soil samples were taken from each pot for determination of Fe, Mn, Cu, Zn, Cd, Ni, Cr and Pb (extracted by HCl 0.1 mol L-1, Mehlich-3 and DTPA pH 7.3). Two Rates of phosphate as were applied (0 and 100 Mg ha-1) as well as two rates of potassium (0 and 100 Mg ha-1). Maize (Zea mays L.) plants were grown for 50 days, collected and submitted to heavy metal determination. The application of sewage sludge increased the amounts of Fe, Mn, Cu and Zn accumulated in plants, whereas the addition of potassium increased dry matter yield and decreased the accumulation of Zn. The pH reduction and soil native metal influenced the availability of Mn. All extractors were efficient in predicting the Zn and Cu availability to plants. For Mn and Fe the most efficient solutions were: HCl and Mehlich-3, HCl and DTPA, respectively. For the other metals, none of the extractors was efficient.

Diante dos riscos ambientais relacionados ao uso agrícola de lodo de esgoto contendo metais foi realizado um experimento, com o objetivo de avaliar o efeito do lodo, combinado ou não com P, K e PK, sobre o acúmulo de metais na parte aérea das plantas e comparar a eficiência de extratores na fitodisponibilidade de metais. Amostras da camada de 0-20 cm de um Argissolo Vermelho Amarelo eutrófico foram transferidas para vasos e tratadas com doses equivalentes a 0, 10, 20, 30, 40 e 50 Mg ha-1 de lodo (base seca). Após 30 dias de incubação, determinou-se os teores de Fe, Mn, Cu, Zn, Cd, Ni, Cr e Pb (extraídos por HCl 0,1 mol L-1, Mehlich-3 e DTPA pH 7,3), procedeu-se aplicação de duas doses de P (0 e 100 mg kg-1) e duas dose de K (0 e 100 mg kg-1). Cultivaram-se plantas de milho (Zea mays L.) durante 50 dias, coletando-se a parte aérea para determinação de metais. A aplicação de lodo aumentou o teor de Fe, Mn, Zn e Cu no solo e o acúmulo pelas plantas, enquanto a complementação do resíduo com potássio aumentou a produção de matéria seca e diminuiu o acúmulo de Zn. A redução do pH e o Mn nativo do solo influenciaram no aumento da disponibilidade Mn. Todos os extratores foram eficientes para predição da fitodisponibilidade de Zn e Cu. Para o Mn e Fe, os mais eficientes foram: HCl e Mehlich-3, HCl e DTPA, respectivamente. Para os demais metais, os extratores se mostraram pouco eficientes.

Extração e fitodisponibilidade de metais em resposta à adição de lodo de esgoto no solo

To evaluate environmental risk of sludge application in agriculture, a greenhouse experiment was carried out in Piracicaba, SP, Brazil, to compare the efficiency of extractors in the availability of heavy metals to plants, in soil treated with sewage sludge. The effect of the sludge was also evaluated combined or not with P, K and PK, on the accumulation of metals in the shoot. Soil samples, collected from the 0-20 cm layer of a Typic Hapludalf were placed in pots and mixed with 0, 10, 20, 30, 40 and 50 Mg ha-1 (dry-basis) of sludge. Thirty days after incubation, soil samples were taken from each pot for determination of Fe, Mn, Cu, Zn, Cd, Ni, Cr and Pb (extracted by HCl 0.1 mol L-1, Mehlich-3 and DTPA pH 7.3). Two Rates of phosphate as were applied (0 and 100 Mg ha-1) as well as two rates of potassium (0 and 100 Mg ha-1). Maize (Zea mays L.) plants were grown for 50 days, collected and submitted to heavy metal determination. The application of sewage sludge increased the amounts of Fe, Mn, Cu and Zn accumulated in plants, whereas the addition of potassium increased dry matter yield and decreased the accumulation of Zn. The pH reduction and soil native metal influenced the availability of Mn. All extractors were efficient in predicting the Zn and Cu availability to plants. For Mn and Fe the most efficient solutions were: HCl and Mehlich-3, HCl and DTPA, respectively. For the other metals, none of the extractors was efficient.

Diante dos riscos ambientais relacionados ao uso agrícola de lodo de esgoto contendo metais foi realizado um experimento, com o objetivo de avaliar o efeito do lodo, combinado ou não com P, K e PK, sobre o acúmulo de metais na parte aérea das plantas e comparar a eficiência de extratores na fitodisponibilidade de metais. Amostras da camada de 0-20 cm de um Argissolo Vermelho Amarelo eutrófico foram transferidas para vasos e tratadas com doses equivalentes a 0, 10, 20, 30, 40 e 50 Mg ha-1 de lodo (base seca). Após 30 dias de incubação, determinou-se os teores de Fe, Mn, Cu, Zn, Cd, Ni, Cr e Pb (extraídos por HCl 0,1 mol L-1, Mehlich-3 e DTPA pH 7,3), procedeu-se aplicação de duas doses de P (0 e 100 mg kg-1) e duas dose de K (0 e 100 mg kg-1). Cultivaram-se plantas de milho (Zea mays L.) durante 50 dias, coletando-se a parte aérea para determinação de metais. A aplicação de lodo aumentou o teor de Fe, Mn, Zn e Cu no solo e o acúmulo pelas plantas, enquanto a complementação do resíduo com potássio aumentou a produção de matéria seca e diminuiu o acúmulo de Zn. A redução do pH e o Mn nativo do solo influenciaram no aumento da disponibilidade Mn. Todos os extratores foram eficientes para predição da fitodisponibilidade de Zn e Cu. Para o Mn e Fe, os mais eficientes foram: HCl e Mehlich-3, HCl e DTPA, respectivamente. Para os demais metais, os extratores se mostraram pouco eficientes.

Responses of Panicum maximum cv. Aruana to rates of nitrogen / Respostas de Panicum Maximum cultivar Aruana a doses de nitrogênio

In greenhouse conditions the grass was cultivated in a dystrophic Red-Yellow Latossol where it was applied 0; 15; 30; 60; 120; 200 e 300 mg N kg-1 of soil at planting and 0; 30; 60; 120; 210; 330 e 450 mg N kg-1 of soil after the first cut. A randomized complete block design was used with eight replications. It was effected two harvests at the age of 34 days. In both cuts the plant parts sampled were: a)blades from leaves at the top of the plant, without visible ligule; b) blades of new leaves, containing the blades of the two younger leaves totally expanded with visible ligule; c) blades of the old leaves, containing the blades of the other leaves totally expanded; d) stems + sheaths. The maximum dry matter yield was reached with 150 and 232 mg N kg-1 of soil and the maximum tiller number was reached with 159 and 232 mg N kg-1 of soil in the first and second harvest, respectively. The concentration of total and nitric nitrogen and the amount of chlorophyll - SPAD values in the plant parts increased with the nitrogen rates.

Foi conduzido no Instituto de Zootecnia em Nova Odessa, SP, de outubro a dezembro de 1996, um experimento em casa-de-vegetacão em blocos completos casualizados com oito repetições, com o objetivo de avaliar o efeito da aplicação de nitrogênio na produção da parte aérea, de raiz, no número de perfilhos, na concentração de nitrogênio total, nítrico e de clorofila de Panicum maximum Jacq. cv. Aruana. O capim foi cultivado em amostra de Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico ao qual aplicaram-se 0; 15; 30; 60; 120; 200 e 300 mg N kg-1 de solo por ocasião do plantio e 0; 30; 60; 120; 210; 330 e 450 mg N kg-1 de solo após o primeiro corte. Realizaram-se dois cortes e, em cada um deles o capim foi colhido com 34 dias de crescimento. A parte aérea das plantas foi separada em: a) folhas não expandidas - sem lígula visível; b) lâminas de folhas novas, contendo as lâminas das duas folhas superiores com lígula visível; c) lâminas de folhas velhas, contendo as lâminas das demais folhas com lígula visível; d) colmos+bainhas. Foram determinadas as concentrações de N-total, N-nitrato nas diversas partes da planta, assim como a concentração de clorofila, em valores SPAD, por meio de um clorofilômetro. A aplicação de nitrogênio aumentou significativamente o número de perfilhos, a produção de matéria seca das raízes, da parte aérea e de cada componente da planta, as concentrações de nitrogênio tot

Responses of Panicum maximum cv. Aruana to rates of nitrogen / Respostas de Panicum Maximum cultivar Aruana a doses de nitrogênio

In greenhouse conditions the grass was cultivated in a dystrophic Red-Yellow Latossol where it was applied 0; 15; 30; 60; 120; 200 e 300 mg N kg-1 of soil at planting and 0; 30; 60; 120; 210; 330 e 450 mg N kg-1 of soil after the first cut. A randomized complete block design was used with eight replications. It was effected two harvests at the age of 34 days. In both cuts the plant parts sampled were: a)blades from leaves at the top of the plant, without visible ligule; b) blades of new leaves, containing the blades of the two younger leaves totally expanded with visible ligule; c) blades of the old leaves, containing the blades of the other leaves totally expanded; d) stems + sheaths. The maximum dry matter yield was reached with 150 and 232 mg N kg-1 of soil and the maximum tiller number was reached with 159 and 232 mg N kg-1 of soil in the first and second harvest, respectively. The concentration of total and nitric nitrogen and the amount of chlorophyll - SPAD values in the plant parts increased with the nitrogen rates.

Foi conduzido no Instituto de Zootecnia em Nova Odessa, SP, de outubro a dezembro de 1996, um experimento em casa-de-vegetacão em blocos completos casualizados com oito repetições, com o objetivo de avaliar o efeito da aplicação de nitrogênio na produção da parte aérea, de raiz, no número de perfilhos, na concentração de nitrogênio total, nítrico e de clorofila de Panicum maximum Jacq. cv. Aruana. O capim foi cultivado em amostra de Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico ao qual aplicaram-se 0; 15; 30; 60; 120; 200 e 300 mg N kg-1 de solo por ocasião do plantio e 0; 30; 60; 120; 210; 330 e 450 mg N kg-1 de solo após o primeiro corte. Realizaram-se dois cortes e, em cada um deles o capim foi colhido com 34 dias de crescimento. A parte aérea das plantas foi separada em: a) folhas não expandidas - sem lígula visível; b) lâminas de folhas novas, contendo as lâminas das duas folhas superiores com lígula visível; c) lâminas de folhas velhas, contendo as lâminas das demais folhas com lígula visível; d) colmos+bainhas. Foram determinadas as concentrações de N-total, N-nitrato nas diversas partes da planta, assim como a concentração de clorofila, em valores SPAD, por meio de um clorofilômetro. A aplicação de nitrogênio aumentou significativamente o número de perfilhos, a produção de matéria seca das raízes, da parte aérea e de cada componente da planta, as concentrações de nitrogênio tot