Silicon amelioration of aluminium toxicity in wheat

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Silicon accumulation and water deficit tolerance in Brachiaria grasses Acúmulo de silício e tolerância ao déficit hídrico em capins do gênero Brachiaria

The beneficial effects of silicon (Si) fertilization have been observed for several plant species, especially when submitted to stress, either biotic or abiotic. Among the possible reasons for the greater adaptability and resistance of brachiaria grass in areas of low fertility soils in Brazilian savanna, stands its capacity of absorbing and accumulating Si in aerial parts. To evaluate the effect of Si on dry matter yield of Brachiaria decumbens Stapf and Brachiaria brizantha Hochst, grown under two soil moisture regimes, a trial was set up in a completely randomized design factorial scheme (5 × 2 × 2), with five Si rates: (0; 242; 484; 968 and 1,452 kg ha-1), two soil water tensions (60% and 80% of field capacity) and the two brachiaria species. The experiment was installed in a greenhouse, using one of the most representative soils in the region under cerrado, Typic Haplustox. Both brachiaria species can be considered Si-accumulating plants, since they present high Si contents in their aerial parts. Application of Si to the soil increased the contents of this element in both grass species but did not change their tolerance to water deficit, and did not affect dry matter yield.<br>Efeitos benéficos da adubação com silício (Si) têm sido observados em várias espécies vegetais, especialmente quando estas estão submetidas a estresse biótico ou abiótico. Entre as possíveis razões para a maior adaptabilidade e resistência do capim braquiária nas áreas de baixa fertilidade do solo das regiões do cerrado brasileiro, esta associada à sua capacidade em absorver e acumular Si na parte aérea. Este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da aplicação de Si sobre a produção de matéria seca de duas espécies das gramíneas Brachiaria decumbens Stapf e Brachiaria brizantha Hochst, cultivadas sob dois regimes de umidade no solo. Os ensaios foram instalados em delineamento inteiramente casualizado, em esquema fatorial (5 × 2 × 2) com cinco doses de Si (0, 242, 484, 968 e 1452 kg ha-1), duas tensões de água no solo (60% e 80% da capacidade de campo) e as duas espécies de braquiária. O experimento foi instalado em casa-de-vegetação, utilizando um dos mais representativos solos da região sob cerrado, Latossolo Vermelho-Amarelo. As duas espécies de braquiária podem ser consideradas plantas acumuladoras de Si, por apresentarem altos teores de Si na parte aérea. A aplicação de Si no solo aumentou os teores deste elemento nas duas espécies de gramíneas testadas, mas não modificou a tolerância das duas gramíneas ao déficit hídrico, e não afetou a produção de matéria seca

Interação silício e alumínio em plantas de arroz de terras altas cultivadas em solo alumínico

Solos com altos teores de Al tóxico podem causar diversos danos às plantas e, como consequência, diminuir sua produtividade; assim, seu manejo torna-se imprescindível para obter maiores produtividades, e o Si pode ser alternativa para diminuir a toxidez por Al em plantas. O objetivo deste trabalho foi avaliar a interação entre Si e Al em plantas de arroz de terras altas cultivadas em solo naturalmente alumínico de textura média arenosa. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos inteiramente casualizados, dispostos em esquema fatorial 2 x 5 com quatro repetições. Os tratamentos empregados foram dois cultivares de arroz de terras altas: BRS Talento (não tolerante ao Al, moderno) e Guarani (tolerante ao Al3+, tradicional), além de cinco doses de Si (0, 30, 60, 90 e 120 mg dm-3) adicionadas ao solo. O Si fornecido ao solo contribuiu amenizando a toxidez por Al em ambos os cultivares, porém só houve acréscimo em produtividade no cultivar BRS Talento. Houve correlação positiva para produtividade de grãos do cultivar BRS Talento e teor de Si nas folhas; já o teor de Al nas folhas correlacionou-se com a produtividade de forma negativa; e também houve correlação negativa entre os teores de Si e Al nas folhas, indicando que há interação entre Si e Al em plantas de arroz

Atributos químicos de solos influenciados pela substituição do carbonato por silicato de cálcio Soil chemical properties influenced by the substitution of calcium carbonate by calcium silicate

A aplicação de silicatos pode promover incrementos na capacidade de troca de cátions, favorecer a disponibilização de ânions, especialmente o H2PO4- (fosfato diácido), elevar o pH, amenizar a toxidez de Al e, de maneira geral, incrementar a disponibilidade de nutrientes para as plantas, apresentando, porém, uma eficiência agronômica inferior em comparação aos carbonatos. Com o objetivo de avaliar o efeito da substituição do carbonato de Ca por silicato de Ca sobre as propriedades químicas dos solos, especialmente em relação à disponibilidade de P, foram realizados quatro experimentos em casa de vegetação, num delineamento inteiramente casualizado, com quatro repetições. Os tratamentos consistiram de cinco níveis de substituição (0, 25, 50, 75 e 100 %) do carbonato de Ca por silicato de Ca, mantendo uma relação estequiométrica Ca:Mg de 4:1 e o mesmo conteúdo de CaO, suficientes para elevar V = 60 %. Os tratamentos foram aplicados em amostras de 4 dm³ de Neossolo Quartzarênico órtico, Latossolo Vermelho-Amarelo textura média, Latossolo Vermelho-Amarelo textura argilosa e Latossolo Vermelho textura muito argilosa, sendo cada solo um experimento. Foram determinados os valores dos atributos químicos dos solos: pH em H2O, P, P remanescente (P-rem), K, Ca, Mg, Si, Al, H + Al, matéria orgânica (MO), Cu, Mn, Zn e B, soma de bases (S), a CTC efetiva (t), a CTC em pH 7,0 (T), a saturação por bases (V) e a saturação por Al (m), os quais foram submetidos à analise de variância e ao ajuste de modelos de regressão simples, considerando os níveis de substituição de CaCO3 por CaSiO3. Verificou-se que a substituição de carbonato por silicato promoveu aumentos significativos nos valores de Si, Al, H + Al e m e redução nos valores de P-rem, pH, S, t e V; já os valores de P Mehlich-1, K, Mg, MO, T, Mn, Cu e B não foram influenciados significativamente. Houve declínio na disponibilidade de Zn somente no solo RQo. A eficácia do silicato de Ca foi inferior à de carbonato de Ca na melhoria das condições químicas do solo.<br>The application of silicates to soils can result in increased soil cation exchange capacity (CEC), displace anions, especially H2PO4- (diacid phosphate), neutralize the pH and Al toxicity and, in general, increase the nutrient availability to plants. However, calcium silicates may be less efficient than calcium carbonates. To evaluate the effect of calcium carbonate substitution by calcium silicate on the soil chemical properties, especially on phosphorus availability, four experiments were conducted in an entirely randomized design with four replications, in a greenhouse. The treatments consisted of five levels (0, 25, 50, 75, and 100 %) of calcium carbonate substitution by calcium silicate, with a 4:1 Ca:Mg stoichiometric and the same amount of CaO, enough to reach a 60 % base saturation. The treatments were applied to 4 dm³ samples of a sandy orthic Quartzarenic Neosol (Quartzpsament), a sandy loam dystrophic Red-Yellow Latosol (Oxisol), sandy clay loam dystrophic Red-Yellow Latosol (Oxisol) and a clayey dystrophic Red Latosol (Oxisol); each soil represented one experiment. The pH values in H2O, P, phosphorus in the equilibrium solution (P-rem), K, Ca, Mg, Si, Al, H + Al, organic matter (OM), Cu, Mn, Zn and B, sum of bases (S), effective (t) ant total (T) CEC, base saturation (V) and Al saturation (m) were submitted to analysis of variance and simple regression models fitted as a function of CaCO3 substitution by CaSiO3 levels. It was observed that carbonate substitution by silicate promoted significant increases in the values of Si, Al, H + Al and m and reduction in the values of P-rem, pH, S, t and V. The values of Mehlich 1 P, K, Mg, OM, T, Mn, Cu, and B were not influenced significantly. A reduction in Zn availability was verified in the dystrophic orthic Quartzarenic Neosol only. Calcium silicate was less efficient than calcium carbonate in the improvement of soil chemical conditions

Aluminium tolerance in barley (Hordeum vulgare L.): physiological mechanisms, genetics and screening methods

Aluminium (Al) toxicity is one of the major limiting factors for barley production on acid soils. It inhibits root cell division and elongation, thus reducing water and nutrient uptake, consequently resulting in poor plant growth and yield. Plants tolerate Al either through external resistance mechanisms, by which Al is excluded from plant tissues or internal tolerance mechanisms, conferring the ability of plants to tolerate Al ion in the plant symplasm where Al that has permeated the plasmalemma is sequestered or converted into an innocuous form. Barley is considered to be most sensitive to Al toxicity among cereal species. Al tolerance in barley has been assessed by several methods, such as nutrient solution culture, soil bioassay and field screening. Genetic and molecular mapping research has shown that Al tolerance in barley is controlled by a single locus which is located on chromosome 4H. Molecular markers linked with Al tolerance loci have been identified and validated in a range of diverse populations. This paper reviews the (1) screening methods for evaluating Al tolerance, (2) genetics and (3) mechanisms underlying Al tolerance in barley