Germination, initial growth, and biomass allocation in three native Cerrado species

The parameters of germination, initial growth, and biomass allocation of three native plant species of Cerrado (Copaifera langsdorffii, Dipteryx alata and Kielmeyera coriacea) were established. The species had germination percentages above 88% and average germination times longer than 139 hours. The average time for the opening of the first leaf pair was more than 538 hours for all three species. The average root length of C. langsdorffii and D. alata seedlings after 80 days of growth was around 40 cm, four times larger than the average shoot length (< 10 cm), although the root and shoot biomasses were similar for both species. The average root length (> 20 cm) of K. coriacea seedlings was four times larger than the average shoot length (< 5 cm), and the root biomass was 243% greater than the shoot biomass. Increase in seedling biomass was sustained primarily by the cotyledons in C. langsdorffii and D. alata, which acted as reserve organs and showed progressive weight reductions. Increase in seedling biomass in K. coriacea was sustained primarily by photosynthesis, since the cotyledons showed no significant weight reduction, acting primarily as photosynthetic organs. The length of the root systems was at least four times larger than the length of the shoots parts in all three species. Higher investment in root length rather than in root biomass suggest that the initial growth of these species is primarily to ensure access to water resources, apparently putting off the function of the radicular system as storage organ

Allelopathic effect of Solanum lycocarpum A. St.-Hil. leaves on the germination and growth of Sesamum indicum L. (Pedaliaceae) under different temperatures

Alelopatia pode ser definida como o efeito maléfico ou benéfico que uma planta exerce sobre a outra por meio de compostos químicos liberados no ambiente. Diversas espécies do gênero Solanum apresentam evidências de propriedades alelopáticas. S. lycocarpum A. St.-Hil (lobeira) é espécie de ampla distribuição em ambientes perturbados do Cerrado. No presente trabalho foram investigados efeitos alelopáticos de extratos de folhas de lobeira na germinação e no crescimento do gergelim (Sesamum indicum L.). Extratos aquosos das folhas foram preparados nas concentrações de 1%, 2%, 3%, 4% e 5% (p/v). A osmolaridade dos extratos foi medida e soluções de polietileno glicol (PEG 6000), de osmolaridade similar, foram preparadas para avaliar possíveis efeitos osmóticos dos extratos aquosos. Nos testes de germinação, as sementes de gergelim foram colocadas em placas de Petri forradas com papel de filtro com a solução a ser testada e observadas a cada 8h. Para os experimemtos de crescimento, sementes de gergelim foram germinadas em água e posteriormente dispostas para crescimento nos extratos. Após 5 dias, foram medidos os comprimentos da parte aérea e radicular das plântulas. Todos os experimentos foram conduzidos a 22ºC, 30ºC e 38ºC. Observou-se que os extratos de folhas não afetaram a germinabilidade, mas aumentaram o tempo médio de germinação em uma relação próxima à dose-dependente, nas três temperaturas. Quanto ao crescimento, a parte radicular foi a mais afetada pelos extratos aquosos, apresentando redução no tamanho, necroses, ausência de pêlos absorventes e formação de raízes laterais. Os efeitos dos extratos no crescimento das plântulas foram mais evidentes a 38ºC. Os experimentos conduzidos com soluções de PEG 6000 mostraram que os efeitos observados na presença dos extratos não são de natureza osmótica. _________________________________________________________________________________ ABSTRACTAllelopathy should be defined as any stimulatory or inhibitory effect by one plant on another through production of chemical compounds released into the environment. Several Solanum species have shown some allelopathic property. S. lycocarpum is largely distributed on disturbed areas of the Brazilian Cerrado. In the present study the effects of aqueous extracts of S. lycocarpum leaves on the germination and growth of Sesanum indicum L. (sesame) were investigated. Aqueous leaf extracts at concentrations of 1%, 2%, 3%, 4%, and 5% (w/v) were prepared. The osmolarity of the extracts were measured and solutions of polyethylene glycol (PEG 6000) of similar osmolarity were prepared to evaluate osmotic effects of the extracts on sesame germination and growth. The experiments were carried out on petri dishes lined by two layers of filter paper plus the solutions to be tested. For the germination experiments the number of germinated seeds was checked every 8h. For the growth experiments sesame seeds were previously germinated in water and disposed to grow in the extracts. After five days of incubation the root and shoot length of the seedlings was measured. All the experiments were performed at 22ºC, 30ºC and 38ºC. The extracts did not affect the germinability but increased the average germination time in a dose-dependent manner at the three temperatures. The root growth was more affected by the extracts, showing tip-necrosis, absence of root hairs, and formation of secondary roots. These effects were more evident at 38ºC. Using PEG 6000 it was shown that the observed effects were not due to osmotic properties of the leaf extracts

Efeito da temperatura na germinação e na atividade da endo-β-mananase em sementes de gergelim

The effects of temperature on germination and endo-β-mannanase activity in seeds of Sesamum indicum was investigated. The minimum germination temperature (Tmin) lies between 12.8°C and 13.2°C while the maximum temperature (Tmax) is located between 45.5°C and 46°C. Germinabilities are statistically not different from estimated viability (88%) between 18.8°C and 43.2°C. The Mann- Whitney test indicated the interval 31.9°C to 35.1°C as the optimum temperature (Topt) range for germination rate. When seeds incubated at temperatures at or below the Tmin and close to or above the Tmax were transferred to 30°C, those incubated at lower temperatures achieved high germinability. On the other hand, the higher the pre-incubation temperature above Tmax, the lower the germinability achieved near Topt. Seed endosperm cell wall was found to contain mannose as the main monosaccharide. An increase in endo-β-mannanase activity in the micropylar endosperm prior to seed germination was observed only at supra-optimum temperature. _________________________________________________________________________________________________________ RESUMOO efeito da temperatura sobre a germinação e a atividade de endo-β-mananase em sementes de Sesamum indicum foi investigada. A temperatura mínima de germinação (Tmin) está localizada entre 12,8°C e 13,2°C enquanto a temperatura máxima (Tmax) encontra-se entre 45,5°C e 46°C. As germinabilidades (G%) não foram significativamente diferentes da viabilidade estimada (88%) entre 18,8°C e 43,2°C. O teste de Mann-Whitney apontou o intervalo de 31,9°C a 35,1°C como sendo a faixa de temperatura ótima (Tot). Quando sementes incubadas a temperaturas próximas ou abaixo de Tmin e próximas ou acima de Tmax foram transferidas para 30°C, aquelas submetidas a baixas temperaturas atingiram germinabilidade elevada. Por outro lado, quanto maior a temperatura de pre-incubação acima de Tmax, menor a germinabilidade alcançada. O principal monossacarídeo encontrado na parede celular do endosperma das sementes foi manose. Somente em temperatura supra-ótima foi observada elevação na atividade de endo-β-mananase na região micropilar do endosperma anterior à germinação

Efeito alelopático de folhas de quatro espécies do cerrado sobre crescimento de gergelim

O presente trabalho teve como objetivo avaliar o potencial alelopático de triturado de folhas de quatro espécies nativas no crescimento inicial de plântulas de gergelim (Sesamum indicum) em solo de Cerrado

Fitogeografia das savanas sul-americanas

As savanas da América do Sul representam entre 8 e 10% da cobertura das savanas globais. De forma dispersa, elas cobrem pouco mais de 2,29 milhões de quilômetros quadrados no continente, e representam o espectro mais úmido e mais biodiverso das savanas globais. As savanas sul-americanas apresentam considerável grau de endemismo e suas características climáticas e composição em espécies são bastante influenciadas por biomas florestais vizinhos, como a Amazônia e a Mata Atlântica. Savanas sul-americanas ocorrem sobre solos que variam de arenosos a argilosos, em altitudes desde cerca de 150 metros até em torno de 2.000 metros acima do nível do mar, e em enclaves tão pequenos quanto 50 km2 até extensões imensas como aquelas ocorrentes no planalto central brasileiro. Muitas destas savanas são sujeitas a alagamento periódico o que as tornam únicas na sua dinâmica. Este artigo apresenta a revisão de um conjunto de informações sobre as savanas ocorrentes no continente sul-americano, analisando conceitos e abordando desde suas principais características climáticas, até particularidades da vegetação e da flora, espécies mais comuns e atributos funcionais. Muitas destas informações estão organizadas em tabelas, facilitando o acesso a dados pontuais. Assuntos correlatos, como a toxicidade imposta pelo alumínio presente nos solos de muitas delas e a presença de formações florestais e campestres ocorrendo na paisagem junto às formações savânicas são apresentados de forma complementar. Este artigo cobre uma lacuna acerca das formações savânicas na América do Sul e vem contribuir para a divulgação do conhecimento deste importante, complexo, mal compreendido e ameaçado ecossistema

Fitogeografia das savanas sul-americanas

As savanas da América do Sul representam entre 8 e 10% da cobertura das savanas globais. De forma dispersa, elas cobrem pouco mais de 2,29 milhões de quilômetros quadrados no continente, e representam o espectro mais úmido e mais biodiverso das savanas globais. As savanas sul-americanas apresentam considerável grau de endemismo e suas características climáticas e composição em espécies são bastante influenciadas por biomas florestais vizinhos, como a Amazônia e a Mata Atlântica. Savanas sul-americanas ocorrem sobre solos que variam de arenosos a argilosos, em altitudes desde cerca de 150 metros até em torno de 2.000 metros acima do nível do mar, e em enclaves tão pequenos quanto 50 km2 até extensões imensas como aquelas ocorrentes no planalto central brasileiro. Muitas destas savanas são sujeitas a alagamento periódico o que as tornam únicas na sua dinâmica. Este artigo apresenta a revisão de um conjunto de informações sobre as savanas ocorrentes no continente sul-americano, analisando conceitos e abordando desde suas principais características climáticas, até particularidades da vegetação e da flora, espécies mais comuns e atributos funcionais. Muitas destas informações estão organizadas em tabelas, facilitando o acesso a dados pontuais. Assuntos correlatos, como a toxicidade imposta pelo alumínio presente nos solos de muitas delas e a presença de formações florestais e campestres ocorrendo na paisagem junto às formações savânicas são apresentados de forma complementar. Este artigo cobre uma lacuna acerca das formações savânicas na América do Sul e vem contribuir para a divulgação do conhecimento deste importante, complexo, mal compreendido e ameaçado ecossistema

Avaliação do potencial alelopático e fitotoxicidade de Hymenaea stigonocarpa em espécies invasoras e cultivadas

O Cerrado é um hotspot mundial de biodiversidade e vem sofrendo com a expansão das áreas destinadas   produção de commodities. Mais da metade de sua área foi desmatada ou transformada por ação antrópica, incluindo a introdução e/ou expansão de plantas oportunistas. Atualmente, inúmeras espécies se tornaram invasoras de ambientes naturais do bioma. Buscando mitigar este processo invasivo, a utilização de espécies nativas que inibam o desenvolvimento das plantas invasoras e ao mesmo tempo favoreçam a biodiversidade nativa representa uma estratégia promissora. Dessa forma, este estudo avaliou o potencial alelopático da rizosfera de plântulas de Hymenaea stigonocarpa (jatobá-do-cerrado) na germinação e crescimento inicial das espécies invasoras, Megathyrsus maximus e Ipomoea triloba, e da cultivada, Sesamum indicum, plantadas em solo previamente ocupado por plântulas de jatobá-do-cerrado. Ademais, avaliou-se o efeito fitotóxico do extrato aquoso de suas raí­zes em coleóptilos de Triticum aestivum, usando o percentual de inibição do seu crescimento. As espécies alvo plantadas em solo previamente ocupado por plântulas de jatobá-do-cerrado apresentaram inibição significativa do crescimento em comparação ao controle. A inibição do crescimento de S. indicum foi de 31% da parte aérea e de 48% da radicular; enquanto M. maximum teve inibição de 41 e 84%, respectivamente. Já I. triloba não germinou. Contudo, não se observou alteração significativa do alongamento dos coleóptilos de T. aestivum expostos ao extrato de jatobá-do-cerrado. Os resultados obtidos sugerem potencial atividade alelopática desta nativa sobre plantas daninhas, indicando seu uso como estratégia em processos de recuperação de áreas degradadas do Cerrado com o benefí­cio de controlar o desenvolvimento de invasoras

Pequi leaves incorporated into the soil reduce the initial growth of cultivated, invasive and native species

Estudos têm identificado potencial fitotóxico de tecidos vegetais de diversas espécies do Cerrado. Entretanto, a maior parte destes estudos foi conduzida em substrato inerte, ou fazendo uso de quantidades exageradas de material vegetal. Neste estudo investigamos o potencial fitotóxico de folhas de pequi adicionadas a substrato solo em quantidades compatíveis ao volume de liteira produzida por esta espécie no campo. Folhas de pequi foram trituradas e incorporadas a latossolo vermelho em proporções entre 0,75 e 3% (p/p), sendo o controle constituído por solo sem folhas. Estas misturas foram adicionadas a vasos plásticos irrigados diariamente. Sementes germinadas das espécies cultivadas sorgo e gergelim, da invasora braquiária, e da nativa ipê-roxo foram dispostas nos vasos e crescidas por cinco a sete dias a 30°C, com fotoperíodo de 12 h. Plântulas de todas as espécies apresentaram redução dose-dependente no crescimento, sendo o crescimento radicular mais afetado que o aéreo. Sinais de necrose foram observados nas raízes de sorgo, gergelim e braquária. Os efeitos fitotóxicos gerados por uma quantidade relativamente baixa de tecido vegetal, em substrato solo, e em razoável número de espécies de diferentes grupos funcionais sugerem que a liteira desta espécie possa exercer real potencial alelopático em condições de campo.Studies have identified the phytotoxicity of many native species of the Cerrado; however, most of them were conducted either in inert substrates, or using exaggerate proportions of plant material. We investigated the phytotoxicity of pequi leaves added to substrate soil in quantities compatible with the litter produced by this species. Pequi leaves were triturated and added to red latosol in concentrations of 0.75%, 1.5% and 3%; the control was constituted of leafless soil. These mixtures were added to pots and irrigated daily to keep them moist. Germinated seeds of the cultivated sorghum and sesame, of the invasive brachiaria and of the native purple ipê, were disposed in the pots to grow for five to seven days at 30°C within a photoperiod of 12 h. Seedlings of all the species presented a reduction in their initial growth in a dose-dependent way. In general, the root growth was more affected by the treatments than the shoot growth; moreover, signs of necrosis were observed in the roots of the sorghum, sesame and brachiaria. The phytotoxic effects generated by relatively small quantities of leaves, in a reasonable range of species within a soil substrate, suggest potential allelopathy of pequi leaves under natural conditions