Culture medium pH and growth of brazilian ginseng in vitro cultured plantlets

O presente trabalho objetivou avaliar o efeito do pH do meio de cultivo sobre alguns parâmetros de crescimento da Pfaffia glomerata (Spreng.) Pedersen cultivada in vitro, bem como checar se o crescimento dos explantes altera o pH do meio ao longo do período de cultivo. Foram testados quatro tratamentos constituídos de distintos valores de pH (3,7; 5,0; 6,0 e 7,5) do meio de cultivo. O pH do meio de cultivo foi ajustado antes da inclusão do agar (6g L-1 - Merck) e da autoclavagem. Como fonte de explantes foram utilizadas segmentos nodais de plantas previamente estabelecidas in vitro em meio MS. Dos nove aos 15 dias após a inoculação (DAI) dos segmentos nodais, verificou-se maior número de raízes em pH 6,0 e o menor no pH 7,5. Aos 35 DAI, o comprimento da maior brotação e o número total de segmentos nodais por planta foram maiores em torno de pH 6,0. Aos 35 DAI, observou-se menor crescimento em biomassa de raízes em pH 3,7. Já a parte aérea apresentou menor biomassa em pH 7,5. Aos 35 DAI, a produção de matéria fresca e seca total da plântula foi maior em pH próximo a 6,0. Concluiu-se que valores de pH do meio de cultivo próximos a 6,0, ajustados antes da autoclavagem, são ideais para o crescimento da P. glomerata cultivada in vitro. Também se verificou que o crescimento da plântula modificou significativamente o pH do meio de cultivo.The present research aimed to evaluate the effect of culture medium pH on some growth parameter of Pfaffia glomerata (Spreng.) Pedersen in vitro cultured plantlets, as well as to check whether the explant´s growth alters the culture medium pH. Four treatments consisted of different values (3.7; 5.0; 6.0 and 7.5) of culture medium pH were tested. The culture medium pH was adjusted prior to the addition of agar (6g L-1 - Merck) and autoclaving. Nodal segments from asseptic plants grown in MS medium were used as explants. From 9 to 15 days after inoculation (DAI) of nodal segments, the higher number of roots was obtained at pH 6.0, and the lower at pH 7.5. At 35 DAI, both length of the higher sprout and total number of nodal segments per plantlet were greater at about pH 6.0. At 35 DAI, roots biomass was lower at pH 3.7. On the other hand, shoots biomass was lower at pH 7.5. Fresh and dry matter of the whole plantlet was greater at pH around 6.0. In conclusion, values of culture medium pH near to 6.0, adjusted prior to autoclaving, are ideal for the growth of P. glomerata in vitro cultured plantlets. Moreover, the in vitro growth of plantlet modified significantly the culture medium pH

Compostagem no Brasil sob a perspectiva da legislação ambiental

A partir da compostagem é possível transformar resíduos orgânicos em fertilizantes orgânicos. No Brasil, todavia, esse tipo de reciclagem ocorre em apenas 4% da fração orgânica gerada, sendo que mais de 60% da massa total dos resíduos gerados pela população são classificados como resíduos orgânicos. Assim, objetivou-se analisar o estado da arte da reciclagem dos resíduos orgânicos na forma de compostagem sob a perspectiva da legislação ambiental brasileira. Um estudo bibliográfico, documental e sistemático do Art. 225 da Constituição da República Federativa do Brasil, Política Nacional do Meio Ambiente, Política Nacional de Resíduos Sólidos, Políticas Estaduais de Resíduos Sólidos e lei e decreto federal sobre fertilizantes destinados à agricultura. Observou-se que em âmbito federal, os documentos legais analisados tratam da compostagem nitidamente e de forma prioritária em relação à disposição em aterro sanitário; já em âmbito estadual não foi verificado uniformidade no tratamento do assunto, sendo notado que as desigualdades regionais existentes no país refletem na existência ou não de Políticas Estaduais de Resíduos Sólidos e apenas 55% destas Políticas existentes tratam da prioridade  da compostagem. Portanto, verifica-se que o dispositivo legislativo estadual deixa uma lacuna em relação à gestão de resíduos orgânicos que deve ser suprida pela legislação federal

Soil carbon stocks cultivated with coffee in the brazilian savana: Effect of cultivation time and use of organic compost

Land-use change (LUC) is one of the main responsible for the loss of soil organic matter (SOM) in the form of CO2 to atmosphere. The aims of the present study were i) evaluate soil C stocks due to coffee cultivation time after LUC and ii) evaluate the use of the organic compost from the by-product of bean processing as a source of SOM. The study was performed in dystrophic red latosol in the municipality of Patrocínio, MG, Brazil. Two evaluations were performed; i) three coffee (Coffea arabica L. var. Icatú Vermelho) growing areas with different implantation times (8, 15 and 37 years) in relation to Cerrado stricto sensu (reference); and ii) area cultivated with coffee ( C. arabica var. Bourbon Vermelho) that received organic compost for four years. Soil was sampled in layers 0-5, 5-10 and 10-20 cm. In the first study, the C stock (0-20 cm) was higher under native vegetation (67 Mg C ha-1) in relation to the coffee growing (63 Mg C ha-1), however, did not differ significantly and showed subtle loss rates of 0.12; 0.06 and 0.02 Mg C ha-1 year-1 for 8, 15 and 37 years, respectively. In the second study, the organic compost applied to the soil increased the C stock (0-20 cm) to 4.6 Mg C ha-1 and showed an accumulation rate of 1.15 Mg C ha-1 year-1. Thus, it is concluded that C stocks is reduced in the soil due to LUC, however, the application of organic compost increased the supply of organic material, favoring the maintenance and even increasing the stock in the soil

Nitrous oxide emissions from the above ground part of maize plants (Zea mays L.)

O óxido nitroso (N2O) é um gás traço, considerado um dos principais causadores do aquecimento global. Em solos agrícolas, a aplicação de fertilizantes nitrogenados, necessários às culturas, é a principal responsável pela formação deste gás. Internacionalmente, a metodologia mais utilizada e aceita para quantificar os fluxos totais de uma área baseia-se na alteração de concentração no interior de câmeras estáticas instaladas sobre o solo. Entretanto, diversos trabalhos sugerem que as plantas também são agentes desta dinâmica de fluxos entre o solo e a atmosfera, um fator não contabilizado na quase totalidade das pesquisas. O objetivo deste trabalho de pesquisa foi quantificar as emissões de N2O em plantas de milho simultaneamente aos fluxos provenientes do solo ao longo de um ciclo de cultivo, assim, agregar este montante potencial de emissão nas estimativas do sistema solo-planta-atmosfera. O experimento foi conduzido em delineamento inteiramente casualizado, sendo que seis Câmaras de Crescimento e Coleta (CCC\'s) comportaram as plantas de milho e três CCC\'s permaneceram sem plantas (testemunhas). Durante a coleta das amostras a atmosfera no interior das câmaras foi mantida a 28ºC ± 1 °C, a umidade relativa abaixo do ponto de saturação e a concentração de dióxido de carbono (CO2) entre 300 e 400 ppmv. As medidas de N2O provenientes da parte aérea e do solo foram determinadas durante todo o ciclo da cultura do milho (i. e. 105 dias). O fluxo de N-N2O proveniente do solo variou de 10,37 a 693,85 ´mü´g m-2solo h-1. Para a parte aérea das plantas de milho, os fluxos de N-N2O variaram de 65,47 a 1444,92 ´mü´g m-2folha h-1. Os resultados mostraram uma estreita correlação entre as respostas nas emissões provenientes do solo e parte aérea após a aplicação do fertilizante nitrogenado em cobertura, indicando não somente a influencia do conteúdo de N2O do solo, mas também a influência da dimensão da aérea foliar das plantas no momento de disponibilidade deste N2O no solo. O fator de emissão total (solo + parte aérea) calculado em função N-fertilizante aplicado foi de 8,2%. Ao longo do período amostral, cada planta acumulou uma emissão superior a 8000 ´mü´g N-N2O. Os resultados explicitam que, ao negligenciar esta via emissora, pode-se estar subestimando o fluxo total de N2O emitido por uma área sob cultivo em mais de 20%Nitrous oxide (N2O) is a trace gas, considered a major cause of global warming. In agricultural soils the application of nitrogen fertilizer needed for crops, is the main responsible for the formation of this gas. Internationally, the most used and accepted method to measure total flow from one area is based on the change of concentration into static chambers installed on the soil surface. However, several studies suggest that plants are also active members of this dynamic flux between soil and atmosphere, a factor not accounted for in almost all surveys. Thus, the aim of this research was to simultaneously quantify N2O emissions from maize plants and soil over a crop cycle and thus aggregate this potential amount of emission in the estimates of the soil-plant-atmosphere system. The experiment was conducted in a completely randomized design with six Growth and Sampling Chambers (CCC) containing plants and three Chambers without plants (controls). During sampling period the atmosphere inside the chambers was maintained at 28 ° C ± 1 ° C, relative humidity below the saturation point and the concentration of carbon dioxide (CO2) between 300 and 400 ppmv. Measurements of N2O from shoot and soil were made throughout the life cycle of maize (i.e. 105 days). The flux of N2O-N from soil ranged from 10.37 to 693.85 ´mü´g m-2 soil h-1. For the shoots of maize, N2O-N flux ranged from 65.47 to 1444.92 ´mü´g m-2 leaf h-1. The results showed a close correlation between the responses from soil and shoot emissions after the application of nitrogen fertilizer as topdressing, indicating not only the influence of the content of N2O in soil, but also the influence the leaf size of the plants when N2O was available in the soil. The total emission factor (soil + shoot) calculated according to total N in the applied fertilizer was 8.2%. Over the sample period, each plant accumulated more than 8000 ´mü´g N-N2O emissions. The results of this research indicates that ignoring this way of N2O release can lead to an underestimation of almost 20% of the total N2O flux emitted by an area under cultivatio

Treatment of matrixes plants and explants in carrot (Daucus carrot L) with K+1 and in vitro somatic embryogenesis

Visando compreender como o potássio (K+1) afeta o comportamento de explantes em cultura de tecidos, dois aspectos relacionados com o suprimento de K+1, utilizando plantas matrizes de cenoura (Daucus carota L.), foram investigados neste trabalho. Em primeiro lugar, as matrizes das quais foram extraídos os explantes foram tratados por durante 60 dias com solução nutritiva contendo níveis limitantes e excessivos, comparados com o nível ideal de potássio, para o crescimento vegetal. Em segundo lugar explantes extraídos das matrizes de cenoura tratadas foram cultivadas em meio de cultura de Murashige e Skoog (1962), contendo varáveis níveis de potássio para testar se, as insuficiências de K+1 dos explantes inoculados, podem ser corrigidos pelo potássio fornecido no meio de cultura. A variação na indução de calogênese e na diferenciação celular na forma de embriogênese somática foram avaliados. O K+1 como nutriente nos explantes e no meio de cultura afeta a calogênese linearmente até concentrações de potássio correspondentes a duas vezes a concentração presente na solução nutritiva de Sarruge e no meio de cultura de Murashige e Skoog. O efeito foi dependente da duração do tratamento com solução nutritiva. Explantes extraídos de matrizes tratadas por 60 dias, além de produzir maior massa de calos, também apresentam maior resposta ao aumento nos níveis de K+1 na solução nutritiva e no meio de cultura. Os resultados para diferenciação celular, com base no número de plantas regeneradas por explante, não apresentou um padrão de resposta conclusivo. Entretanto pode ser observado tendência de maior regeneração de plantas, tanto nas células de calos induzidas em baixas concentrações, como nas altas concentrações de K+1 nas soluções nutritivas como nos meios de cultura utilizados nos tratamentos. Entretanto a análise de diferenciação, na forma de taxa de diferenciação celular (número de plantas regenerada/massa seca ou fresca de calos) evidencia a ocorrência de maiores taxas de regeneração de plantas para tratamentos contendo tanto baixas como altas concentrações de K+1 na solução nutritiva e no meio de cultura, principalmente nos tratamentos de 60 dias de duração, exceto o tratamento com 1/4 X de K+1 da solução nutritiva. A análise da diferenciação celular por este critério evidencia que células de calos induzidos em explantes tratados com baixos níveis de K+1 (menor calogênese) são mais morfogênicos do que aqueles induzidos com altos níveis de K+1. A análise da fosfoenolpiruvato carboxilase (PEPC) foi proposta neste trabalho como uma maneira de explicar como os carbonos e a energia contida no fosfoenolpiruvato (PEP), formado durante a glicólise, são transferidos para o ciclo de Krebs, para geração de energia e esqueletos carbônicos que suportam o crescimento e diferenciação celular, sabendo que, a piruvato quinase (PK) que converte o PEP a piruvato é inativada em baixas concentrações de K+1. A atividade da PEPC foi inversamente proporcional com a concentração de K+1 na solução nutritiva usada no tratamento das plantas matrizes, principalmente nos tratamentos de 60 dias de duração. A variação dos níveis de K+1 no meio de cultura não afetou conclusivamente a atividade da PEPC.In order to have an insight on how potassium nutrition affects plant tissue culture, two aspects of the subject were investigated in this work. Firstly, the potassium nutrition in the used explants was tested by treating carrot plant matrixes with nutritive solutions containing limiting and excessive potassium levels compared to that supposed to proportionate ideal plant growth. Secondly, explants from carrot treated matrix plants were cultivated in tissue culture media, also containing variable potassium concentration, to test whether or not eventual potassium in the used explants may be repaired by potassium present in the culture media. The variation on the induced callogenesis and cell differentiation, as somatic embryogenesis, on the treated explants were evaluated. Potassium as nutrient in the explants and in the culture media affects callogenesis induction linearly up to concentrations corresponding to twice of that present in Hoagland's nutritive solution and in Murashige and Skoog's culture medium. The effect was dependent on the treatment: duration with nutritive solution. Explants from carrot matrix plants treated for sixty days; besides producing more callus cells they showed a more pronounced response to potassium treatment with both nutritive solution and culture medium. The results for ce11 differentiation did not show a very well defined pattern, however a tendency of plant regeneration to be related to low and high potassium concentration in both, nutritive solution and culture media, treatments could be observed. By analyzing cell differentiation as differentiation ratio (number of regenerated/fresh or dry matter of callus) it becomes clearly, mainly for the 60 days treatments duration, for both type of potassium treatments, high differentiation ratios occurred for treatments containing either low or high potassium concentration, excepting the treatment of matrix plants with 1/4 of the potassium content in Hoagland's nutritive solution. By looking at cell differentiation through this approach it also becomes apparent that callus cells induced in treatments containing low potassium levels (lower callogenesis) are more morphogenesis than cells present in treatments in containing high potassium concentration. The assay of PEP carboxylase was proposed in this work as a way to explain how the carbons and energy in PEP formed in glycolysis would be transferred to Krebs to support cell growth and cell differentiation, knowing that activity of pyruvate kynase is impaired under K+1 deficiency. The PEP carboxylase activity was inverse related to concentration of potassium in the nutritive solution, mainly for the 60 days treatments. Variation of K+1 concentration in the culture media did not affect, conclusively, the PEP carboxylase activity

Treatment of matrixes plants and explants in carrot (Daucus carrot L) with K+1 and in vitro somatic embryogenesis

Visando compreender como o potássio (K+1) afeta o comportamento de explantes em cultura de tecidos, dois aspectos relacionados com o suprimento de K+1, utilizando plantas matrizes de cenoura (Daucus carota L.), foram investigados neste trabalho. Em primeiro lugar, as matrizes das quais foram extraídos os explantes foram tratados por durante 60 dias com solução nutritiva contendo níveis limitantes e excessivos, comparados com o nível ideal de potássio, para o crescimento vegetal. Em segundo lugar explantes extraídos das matrizes de cenoura tratadas foram cultivadas em meio de cultura de Murashige e Skoog (1962), contendo varáveis níveis de potássio para testar se, as insuficiências de K+1 dos explantes inoculados, podem ser corrigidos pelo potássio fornecido no meio de cultura. A variação na indução de calogênese e na diferenciação celular na forma de embriogênese somática foram avaliados. O K+1 como nutriente nos explantes e no meio de cultura afeta a calogênese linearmente até concentrações de potássio correspondentes a duas vezes a concentração presente na solução nutritiva de Sarruge e no meio de cultura de Murashige e Skoog. O efeito foi dependente da duração do tratamento com solução nutritiva. Explantes extraídos de matrizes tratadas por 60 dias, além de produzir maior massa de calos, também apresentam maior resposta ao aumento nos níveis de K+1 na solução nutritiva e no meio de cultura. Os resultados para diferenciação celular, com base no número de plantas regeneradas por explante, não apresentou um padrão de resposta conclusivo. Entretanto pode ser observado tendência de maior regeneração de plantas, tanto nas células de calos induzidas em baixas concentrações, como nas altas concentrações de K+1 nas soluções nutritivas como nos meios de cultura utilizados nos tratamentos. Entretanto a análise de diferenciação, na forma de taxa de diferenciação celular (número de plantas regenerada/massa seca ou fresca de calos) evidencia a ocorrência de maiores taxas de regeneração de plantas para tratamentos contendo tanto baixas como altas concentrações de K+1 na solução nutritiva e no meio de cultura, principalmente nos tratamentos de 60 dias de duração, exceto o tratamento com 1/4 X de K+1 da solução nutritiva. A análise da diferenciação celular por este critério evidencia que células de calos induzidos em explantes tratados com baixos níveis de K+1 (menor calogênese) são mais morfogênicos do que aqueles induzidos com altos níveis de K+1. A análise da fosfoenolpiruvato carboxilase (PEPC) foi proposta neste trabalho como uma maneira de explicar como os carbonos e a energia contida no fosfoenolpiruvato (PEP), formado durante a glicólise, são transferidos para o ciclo de Krebs, para geração de energia e esqueletos carbônicos que suportam o crescimento e diferenciação celular, sabendo que, a piruvato quinase (PK) que converte o PEP a piruvato é inativada em baixas concentrações de K+1. A atividade da PEPC foi inversamente proporcional com a concentração de K+1 na solução nutritiva usada no tratamento das plantas matrizes, principalmente nos tratamentos de 60 dias de duração. A variação dos níveis de K+1 no meio de cultura não afetou conclusivamente a atividade da PEPC.In order to have an insight on how potassium nutrition affects plant tissue culture, two aspects of the subject were investigated in this work. Firstly, the potassium nutrition in the used explants was tested by treating carrot plant matrixes with nutritive solutions containing limiting and excessive potassium levels compared to that supposed to proportionate ideal plant growth. Secondly, explants from carrot treated matrix plants were cultivated in tissue culture media, also containing variable potassium concentration, to test whether or not eventual potassium in the used explants may be repaired by potassium present in the culture media. The variation on the induced callogenesis and cell differentiation, as somatic embryogenesis, on the treated explants were evaluated. Potassium as nutrient in the explants and in the culture media affects callogenesis induction linearly up to concentrations corresponding to twice of that present in Hoagland's nutritive solution and in Murashige and Skoog's culture medium. The effect was dependent on the treatment: duration with nutritive solution. Explants from carrot matrix plants treated for sixty days; besides producing more callus cells they showed a more pronounced response to potassium treatment with both nutritive solution and culture medium. The results for ce11 differentiation did not show a very well defined pattern, however a tendency of plant regeneration to be related to low and high potassium concentration in both, nutritive solution and culture media, treatments could be observed. By analyzing cell differentiation as differentiation ratio (number of regenerated/fresh or dry matter of callus) it becomes clearly, mainly for the 60 days treatments duration, for both type of potassium treatments, high differentiation ratios occurred for treatments containing either low or high potassium concentration, excepting the treatment of matrix plants with 1/4 of the potassium content in Hoagland's nutritive solution. By looking at cell differentiation through this approach it also becomes apparent that callus cells induced in treatments containing low potassium levels (lower callogenesis) are more morphogenesis than cells present in treatments in containing high potassium concentration. The assay of PEP carboxylase was proposed in this work as a way to explain how the carbons and energy in PEP formed in glycolysis would be transferred to Krebs to support cell growth and cell differentiation, knowing that activity of pyruvate kynase is impaired under K+1 deficiency. The PEP carboxylase activity was inverse related to concentration of potassium in the nutritive solution, mainly for the 60 days treatments. Variation of K+1 concentration in the culture media did not affect, conclusively, the PEP carboxylase activity