Diversity and function of arbuscular mycorrhizal fungi in host species succession

O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos do pré-cultivo de diferentes espécies vegetais e de fungos micorrízicos arbusculares (FMA) na esporulação, colonização e crescimento da braquiária cultivada em sucessão, em casa de vegetação. As plantas cresceram em vasos com uma mistura esterilizada de Latossolo Vermelho distrófico muito argiloso e areia de rio lavada, na proporção de 2:1 (v/v). Inicialmente, foram testados nove tratamentos: seis espécies vegetais micotróficas, uma espécie não micotrófica (nabo-forrageiro), um tratamento com Urochloa decumbens e um controle sem planta. Todos receberam uma mistura de oito espécies de FMA. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com dez repetições. Foram avaliadas a esporulação e a colonização micorrízica da Urochloa decumbens, a partir de propágulos de FMA remanescentes dos cultivos das seis espécies micotróficas e da espécie não microtrófica. Houve diferença entre as plantas hospedeiras quanto à percentagem de colonização micorrízica e produção total de esporos, tendo sido identificados cinco dos oito isolados estudados. Glomus clarum foi o FMA dominante na maioria dos tratamentos, seguido de Scutellospora heterogama e G. etunicatum. A espécie vegetal em pré-cultivo da braquiária não teve efeito na diversidade de FMA, tendo sido a espécie de fungo o fator efetivo para a composição de isolados fúngicos.The objective of this work was to evaluate the effects of pre-cultivation of different plant species and of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) on the sporulation, colonization and growth of Urochloa cultivated in succession, under greenhouse conditions. Plants were grown in pots containing a sterilized mixture of very clayey Oxisol and washed river sand at a 2:1 ratio (v/v). A completely randomized experiment with nine treatments and ten replicates was initially tested: six mycotrophic plant species; a non-mycotrophic species (forage turnip); a treatment with Urochloa decumbens and a control treatment without plants. All treatments received a mixture of eight AMF species. The mycorrhizal colonization and sporulation of Urochloa decumbens, by means of AMF propagules obtained from the remaining mycotrophic and non-mycotrophic species, was evaluated. There was difference among the host plants in terms of percentage of mycorrhizal colonization and total production of spores, and five out of the eight isolates studied were identified. Glomus clarum was the dominant AMF in most of the treatments, followed by Scutellospora heterogama and G. etunicatum. Pre-cultivation plant species had no effect on the AMF diversity; the fungus species were determinant for the composition of the fungal isolates

Productivity of Urochloa brizantha ‘Marandu’ influenced by strategic rest periods and nitrogen levels

Objetivou-se avaliar os efeitos de duas formas de período de descanso combinado com doses de nitrogênio nas características agronômicas e produtivas do capim Urochloa brizantha cv. Marandu. O experimento foi conduzido em delineamento em blocos casualizados em arranjo com parcelas subdivididas 4x2, com 4 blocos. Os tratamentos consistiram de combinações entre dois períodos de descanso e quatro doses de nitrogênio, sendo os períodos de descanso de 28 dias (PD28dias) e altura de 40 cm (PD40cm) e as doses de nitrogênio de 0, 150, 300 e 450 kg de N ha-1 ano-1, aplicadas na forma de sulfato de amônio. As variáveis estudadas foram: período de descanso (PD) por ciclo, massa seca total (MST), massa seca (em kg ha-1) e proporção (em %) de lâmina foliar (LF), colmo e material morto (MM), massa por perfilho, densidade de volume de forragem, índice de área foliar (IAF), altura, relação folha:colmo e taxa de crescimento cultural (TCC). As variáveis altura, MST, massa seca de LF, massa seca de colmo, TCC e densidade de forragem apresentaram comportamento linear para PD28dias e quadrático para o PD40cm com crescentes doses de N. As proporções de LF e colmo apresentaram comportamento linear com as doses de N para PD28dias e PD40cm. A relação folha:colmo apresentou efeito com as doses de N, se enquadrando no modelo quadrático para ambos as formas de período de descanso. A proporção de MM apresentou comportamento quadrático somente no PD28dias. A massa por perfilho apresentou efeito linear para o PD28dias, enquanto a massa seca de MM apresentou efeito linear para o PD40cm. O uso do PD40cm permitiu reduzir o tempo de espera para o aproveitamento da forragem nas parcelas. A dose de 450 kg de N ha-1 é recomendada para o PD28dias e doses entre 380 a 400 kg de N ha-1 permitiram melhores resultados para PD40cm.The effects of two strategic rest periods and associated nitrogen levels on the agronomic and productive characteristics of Urochloa brizantha ‘Marandu’ were evaluated. The trial was conducted in a completely randomized 4 × 2 split-plot design, with four blocks. The treatments consisted of associations between two rest periods and four nitrogen levels. The rest periods included one at the end of 28 days (RP28days) and another when the canopy height was 40 cm (RP40cm) and nitrogen levels of 0, 150, 300, and 450 kg N ha-1 year-1 was applied as ammonium sulfate. The following variables were evaluated: rest period (RP) per cycle, total dry matter (TDM), dry matter (kg ha-1) and proportion (%) of leaf blade (LB), stem, and senescent material (SM), tiller mass, forage density, leaf area index, height, leaf:stem ratio, and crop growth rate (CGR). The variables height, TDM, LB dry matter, stem dry matter, CGR, and forage density exhibited a linear relationship with RP28days and a quadratic relationship with RP40cm with increasing N levels. The proportions of LB and stem had linear relationships with N levels for RP28days and RP40cm. The leaf:stem ratio was affected by increasing N levels and it fit the quadratic model for both rest strategies. The SM proportion had a quadratic relationship only with RP28days. The tiller mass had a linear relationship with RP28days, whereas SM dry matter showed a linear relationship for RP40cm. The use of the RP40cm reduced the period needed to begin a new grazing cycle. The level of 450 kg N ha-1 is recommended for RP28days and levels between 380 to 400 kg N ha-1 provided better results for RP40cm

Diversidade e função de fungos micorrízicos arbusculares em sucessão de espécies hospedeiras

O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos do pré-cultivo de diferentes espécies vegetais e de fungos micorrízicos arbusculares (FMA) na esporulação, colonização e crescimento da braquiária cultivada em sucessão, em casa de vegetação. As plantas cresceram em vasos com uma mistura esterilizada de Latossolo Vermelho distrófico muito argiloso e areia de rio lavada, na proporção de 2:1 (v/v). Inicialmente, foram testados nove tratamentos: seis espécies vegetais micotróficas, uma espécie não micotrófica (nabo-forrageiro), um tratamento com Urochloa decumbens e um controle sem planta. Todos receberam uma mistura de oito espécies de FMA. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com dez repetições. Foram avaliadas a esporulação e a colonização micorrízica da Urochloa decumbens, a partir de propágulos de FMA remanescentes dos cultivos das seis espécies micotróficas e da espécie não microtrófica. Houve diferença entre as plantas hospedeiras quanto à percentagem de colonização micorrízica e produção total de esporos, tendo sido identificados cinco dos oito isolados estudados. Glomus clarum foi o FMA dominante na maioria dos tratamentos, seguido de Scutellospora heterogama e G. etunicatum. A espécie vegetal em pré-cultivo da braquiária não teve efeito na diversidade de FMA, tendo sido a espécie de fungo o fator efetivo para a composição de isolados fúngicos

Spatial variation and area definition of nutrient extraction by Marandu grass biomass

O objetivo foi quantificar, descrever e identificar zonas de extração de nutrientes pela fitomassa da Brachiaria brazantha cv. Marandu em sistemas de integração floresta-pasto em região de transição Cerrado-Amazônia sobre Neossolo Quartzarênico Órtico típico, por meio de técnicas de geoestatística, de análise de componentes principais e da lógica de agrupamento não hierárquica de fuzzy k-médias. As avaliações foram realizadas em dois sistemas de integração floresta-pasto originários da associação de Brachiaria brizantha cv. Marandu e vegetação nativa raleada com 50% e 75% (IFP-I e IFP-II, respectivamente) de sombreamento e em pastagem de Brachiaria brizantha cv. Marandu em monocultivo. Para cada tratamento foi demarcada uma área de 4.000 m² (40 x 100 m) que continham 32 pontos de coleta dispostos em malha de 4 x 25 m. Em cada ponto previamente marcado nos tratamentos avaliados se estimou as taxas de alongamento de lâminas foliares, senescência foliar e de alongamento de colmo. Ao final de cada ciclo produtivo foram determinados nas lâminas foliares e no colmo os teores de nutrientes (N, P, K, Ca e Mg. A extração de nutrientes foi calculada em função das taxas de produção bruta de forragem, de acúmulo de forragem e de folhas. Zonas de extração de nutrientes minerais pela fitomassa da Brachiaria brizantha cv. Marandu são definidas utilizando-se técnicas de geoestatística, de análise de componentes principais e da lógica de agrupamento não hierárquica de fuzzy k-médias. Assim o uso desses procedimentos é viável na definição e delimitação de zonas homogêneas dentro e entre os sistemas de produção de gramínea estudados.The present study aimed to quantify, describe and identify areas of nutrient extraction by Brachiaria brizantha cv. Marandu biomass in integrated forest-pasture systems from a Cerrado-Amazon transition region with Typic Quartzipsamment soil by using geostatistical techniques, principal components analysis and non-hierarchical fuzzy k-means clustering. The evaluations were conducted in two integrated forest-pasture systems from an association with Brachiaria brizantha cv. Marandu and native vegetation thinned with 50% and 75% (integrated forest production-I (IFP-I) and IFP-II, respectively) shading and in Brachiaria brizantha cv. Marandu monoculture. For each treatment, an area of 4,000 m² (40 x 100 m) was demarcated containing 32 collection points arranged in a 4 x 25 m mesh. At each point, the rates of leaf elongation, senescence and stem elongation were estimated. At the end of each production cycle, the nutrient content (N, P, K, Ca and Mg) was determined in the leaf blades and stem. The nutrient uptake was calculated according to the rates of gross forage production, forage accumulation and leaf accumulation. The nutrient extraction zones of Brachiaria brizantha cv. Marandu biomass were defined using geostatistical techniques, principal components analysis and non-hierarchical fuzzy k-means clustering. Thus, the use of these procedures is feasible for the definition and delimitation of homogeneous zones within and between the pasture production systems studied

Leguminous Alley Cropping Improves the Production, Nutrition, and Yield of Forage Sorghum

This study aimed to evaluate the growth, production, and leaf contents of macronutrients, as well as the yield of forage sorghum cultivated on the alleys of Gliricidia (Gliricidia sepium (Jacq.) Kunth ex Walp.) and Leucaena (Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit) in the presence and absence of mineral fertilization. The experiment was conducted in two different periods: During the 2016/2017 double crop (cultivation carried out at the end of the crop cycle) and during the 2017/2018 crop (cultivation carried out at the beginning of the crop cycle). A randomized block design, in which the first factor refers to cultivation systems (single sorghum, sorghum cultivated in Gliricidia alleys, and sorghum cultivated in Leucaena alleys) and the second factor refers to mineral fertilization (presence and absence of fertilization), in a 3 × 2 factorial arrangement was used. The leguminous plants were cut, and the residues were deposited in the alleys. The cultivation in alleys without mineral fertilization increased total forage biomass when compared to the single crop cultivation. Cultivation in Leucaena alleys showed a higher leaf content of nitrogen (N) when compared to the single crop, both in the presence and absence of mineral fertilization. In the double crop, sorghum cultivated in Leucaena alleys without fertilization presented a higher forage yield (up to 67%) when compared to the single crop system. However, there was no difference in yield when mineral fertilization was applied to the treatments. Overall, the alley crops were able to increase the morphological (plant height (PH), stem diameter (SD), panicle diameter (PD), and panicle length (PL) and yield (leaf dry mass (LDM), stem dry mass (SDM), total green mass (TGM), and total dry mass TDM) variables of the crop, improving the productivity of forage sorghum

SOIL MANAGEMENT AND EFFICIENCY OF RHIZOBIA STRAINS OF COWPEA Vigna unguiculata (L.) Walp. IN THE TROPICS

In the humid tropics, the largest obstacle to the implementation of sustainable farming systems is the reduced efficiency of nutrient use by crops. This study assesses the effectiveness of five selected rhizobia strains in symbiosis with cowpea ( Vigna unguiculata (L.) Walp.), with the objective of replacing N fertilization in the predominant agricultural system used by smallholder farmers. The study was carried out in three adjacent areas with distinct agricultural uses: conventional tillage, itinerant agriculture, and a no-till system. The experimental design was in randomized complete blocks with four replicates and seven treatments: five rhizobia strains (BR3262, BR3267, BR3299, INPA3-11B, and UFLA 3-84) and two controls without inoculation (one without mineral N and another fertilized with 74 kg N ha-1). We measured the dry mass of 100 grains, nodules and shoots, as well as cowpea yields and calculated relative and absolute efficiency indices for dry biomass production of cowpea shoots. Agricultural uses affected the number and dry mass of the nodules and, consequently, the mass of the dry plant matter and bean yield. In terms of yield, there was a major difference between the conventional and the itinerant systems. Yield was around four times as high in the itinerant system (1009.9 kg ha-1 compared to 243.7 kg ha-1). Under conditions of cohesion-prone soils, the system of conventional tillage reduces the possibility of cultivation of a second harvest in the year even with inoculation or N fertilization