Nursery Germination and Seedling Characteristics of Sixty Four Legume Species Native in the Amazon Forest

Several aspects of seed germination of 64 legume species native from the Amazon forest were studied under nursery conditions. From the total, 52 are trees, 10 are lianes, 1 is a shrub and J is a herbaceous plant, all with natural occurence on non-flooded or seasonally flooded sites. Fifty-eight percent of the studied species presented, without pre-treatment, germination above 70% in periods less than 91 days. Seven species with hard tegument exhibited germination lower than 40%. Fifty nine percent of the species from seasonally flooded sites presented hypogeal germination, while fifty four percent of the species from non-flooded sites presented epigeal germination. Poiyembriony occurred in 22% of the studied species. Seeds with lenght greater than 3.1 cm presented hipogeal germination only, while seeds with lenght less than or equal 1.0 cm presented epigeal germination only.Foram estudados aspectos da germinação de sementes de 64 espécies de leguminosas, nativas da Amazônia, sendo 52 arbóreas, 10 cipós, 1 arbusto e 1 herbácea, oriundas de áreas de terra firme ou periodicamente inundadas. Cinquenta e oito por cento das espécies apresentaram, sem tratamento pré-germinativo, percentagens de germinação maiores que 70% num período menor que 91 dias. Em 8 espécies de tegumento duro as percentagens de germinação, sem pré-tratamento, encontradas foram menores que 40%. Cinquenta e nove por cento das espécies de áreas inundadas apresentaram uma germinação tipo hipógea enquanto, cinquenta e quatro por cento das espécies de terra firme apresentaram uma germinação epigea. Poliembrionia ocorreu em 22% das espécies. Sementes com comprimento maior que 3,1 cm só apresentaram germinação hipógea enquanto as sementes com comprimento menor ou igual a 1 cm só apresentaram germinação epigea

Tolerance of rhizobia genera from different origins to zinc, copper and cadmium

Sessenta estirpes/isolados dos gêneros Bradyrhizobium, Rhizobium, Sinorhizobium, Mesorhizobium e Azorhizobium, procedentes de diferentes locais (Mata Atlântica, Amazônia, culturas agrícolas e experimentos com metais pesados) e de espécies hospedeiras pertencentes às subfamílias Papilionoideae, Mimosoideae e Caesalpinoideae, foram avaliadas quanto à tolerância a Zn, Cu e Cd em meio YMA modificado pela adição de tampões biológicos (HEPES e MES) e suplementados com Cu (0 a 60 mg L-1), Cd (0 a 60 mg L-1) e Zn (0 a 1.000 mg L-1). Mediante padrões de crescimento atribuídos às culturas nas diferentes concentrações dos metais, avaliaram-se as concentrações máximas toleradas e as doses tóxicas destes metais para redução de crescimento em 25% (DT25) e 50% (DT50). Não houve influência da procedência na concentração máxima de metal tolerada. A ordem de sensibilidade aos metais, considerando-se as concentrações máximas toleradas, foi Azorhizobium > Rhizobium = Mesorhizobium = Sinorhizobium > Bradyrhizobium. A DT25 e a DT50 foram úteis para diferenciarem estirpes/isolados de um mesmo gênero, que atingiram a mesma concentração máxima tolerada a Zn, Cu e Cd. A ordem de toxicidade dos metais estudados foi Cu > Cd > Zn.Sixty strains/isolates of the genera Bradyrhizobium, Rhizobium, Sinorhizobium, Mesorhizobium and Azorhizobium, isolated from different hosts (legume subfamilies: Papilionoideae, Mimosoideae and Caesalpinoideae) and location (Atlantic Forest, Amazon region, crop plantings and heavy metal experiments), were evaluated for Zn, Cu and Cd tolerance in YMA medium modified by the addition of biological buffers (HEPES and MES) and supplemented with Cu (0 to 60 mg L-1), Cd (0 to 60 mg L-1), and Zn (0 to 1,000 mg L-1) sulphates. Growth standards were applied to evaluate rhizobia cultures growth at different metal concentrations, allowing evaluation of highest tolerated concentrations of Zn, Cu, and Cd and the toxic doses (concentrations) of these metals, which reduce the growth standard in 25% (DT25) and 50% (DT50). It was verified that there was no influence of the origin (host and location) on the highest tolerated concentration of each metal; the order of sensitivity to heavy metals, considering the highest tolerable concentrations, was Azorhizobium > Rhizobium = Mesorhizobium = Sinorhizobium > Bradyrhizobium. The DT25 and the DT50 were useful to differentiate strain/isolates of the same genus, which reached the same highest tolerated concentration to Zn, Cu, and Cu; and the order of toxicity was Cu > Cd > Zn

Sesbania virgata estimula a ocorrência de seu microssimbionte nos solos, mas não inibe os microssimbiontes de outras espécies

The legume species Sesbania virgata establishes a specific and efficient symbiosis with Azorhizobium doebereinerae. Previous studies have shown that A. doebereinerae occurrence correlates to the presence of S. virgata. This work aimed to evaluate the occurrence of A. doebereinerae and of other nitrogen-fixing Leguminosae-nodulating bacteria (NFLNB) in soil samples collected adjacent to and 10 m away from the stems of five S. virgata plants in pasture areas. Symbiotic characteristics of isolates from these NFLNB populations were also studied. S. virgata and the four promiscuous legume species Leucaena leucocephala, Macroptilium atropurpureum, Phaseolus vulgaris and Vigna unguiculata were inoculated with soil samples to trap A. doebereinerae and other NFLNB. NFLNB capable of inducing nodulation in at least one of these legumes were found in all samples. M. atropurpureum was the most promiscuous species, as it trapped the highest number of NFLNB cultural types from soil suspensions. The other species were less promiscuous in the following order: V. unguiculata, P. vulgaris, and L. leucocephala. Isolates of the promiscuous legumes were classified into seven cultural groups. One of these groups, isolated from all promiscuous species, showed fast-growth alkali-reaction in culture medium (like Azorhizobium); it was identified as Cupriavidus. This is the first report of symbiosis of Cupriavidus with Papilionoideae species. The symbiotic efficiency of promiscuous hosts with NFLNB varied, but it was always less than that of controls with mineral nitrogen or an inoculant strain. S. virgata was efficiently nodulated only by A. doebereinerae, which occurred mainly in samples collected close to the plant stem, corroborating a high stimulus by its host species. A high diversity of NFLNB occurs as saprophytes close to the S. virgata root system.A espécie de leguminosa Sesbania virgata estabelece uma simbiose especifica e eficiente com Azorhizobium doebereinerae. Estudos prévios indicam que a ocorrência de A. doebereinerae esta relacionada à presença de S. virgata. Avaliou-se a ocorrência de A. doebereinerae e de outras Bactérias Fixadoras de Nitrogênio Nodulíferas em Leguminosas (BFNNL) em amostras de solos coletadas próximo e a 10 metros do caule de cinco plantas de S. virgata em áreas de pastagem. As características simbióticas de isolados das populações dessas BFNNL foram também estudadas. Para captura de A. doebereinerae e de outras BFNNL, essas amostras de solos foram inoculadas em S. virgata e nas leguminosas promíscuas Leucaena leucocephala, Macroptilium atropurpureum, Phaseolus vulgaris e Vigna unguiculata. Todas as amostras de solos apresentaram BFNNL capazes de nodular, pelo menos, uma espécie. M. atropurpureum foi a espécie mais promíscua capturando um grande número de tipos culturais de BFNNL das suspensões de solo. As outras espécies foram menos promíscuas na seguinte ordem: V. unguiculata, P. vulgaris, e L. leucocephala. Os isolados das espécies hospedeiras consideradas promíscuas foram agrupados em sete tipos culturais. Um desses grupos, isolado de todas as espécies promiscuas, apresentou crescimento rápido e reação alcalina em meio de cultura (como Azorhizobium) e foi identificado como Cupriavidus. Este é o primeiro relato da simbiose de Cupriavidus com espécies de Papilionoideae. A simbiose de BFNNL com as demais espécies teve eficiência variável, mas foi sempre menor que a da adubação nitrogenada e da estirpe recomendada como inoculante. S. virgata formou simbiose somente com A. doebereinerae, a qual foi mais freqüente nas amostras de solos coletadas próximo ao caule da planta, corroborando alto estímulo deste microsimbionte por sua espécie hospedeira. Uma alta diversidade de BFNNL ocorre saprofiticamente próximo ao sistema radicular de S. virgata

Avaliação do crescimento de Rhizobium de leguminosas florestais tropicais em diferentes meios de cultura

Rhizobium isolations from leguminous forest tree nodules in conventional manitol medium (YMA) pH 6.8, carried out at the INPA laboratory, have frequently been unsuccessful. In this study, media with different pH levels and/or carbon sources (xilose (YXA) pH 5.0, YXA pH 7.0, manitol (YXA) pH 5.0, YMA pH 7.0) were evaluated as substrates for Rhizobium isolations from 17 tropical leguminous tree species. Rhizobium strains were isolated from all nodules tested, but depending on nodule procedence, isolates were obtained only in certain media. For the majority of noduIes tested, Rhizobium isolation was only possible in media with pH 5.0. In relation to the carbon source, there were no differences, e.g., the same number of isolates were obtained in both carbon sources tested. The results suggest that genetic variability for pH preference occurs in Rhizobium populations in "terra-firme" Amazonian forest and that studies about these associations must consider the isolation media.Muitos isolamentos de Rhizobium de leguminosas florestais em meio convencional "Extrato de levedura com manitol e pH 6,8" (YMA pH 6,8) feitos no laboratório do INPA-Manaus têm sido sem sucesso. Neste estudo, meios com pH diferentes e/ou fontes de carbono (xilose (YXA) pH 5,0; YXA pH 7,0; manitol (YMA) pH 5,0, YMA pH 7,0) foram avaliados para isolamento de Rhizobium de 17 leguminosas tropicais. Rhizobium foi isolado de todos os nódulos testados, mas dependendo do nódulo, o crescimento não ocorreu em todos os meios. Para a maioria dos nódulos testados, o crescimento só ocorreu em pH 5,0. Em relação à fonte de carbono, não houve diferenças. Os resultados sugerem existir uma variabilidade genética da população de Rhizobium de "terra-firme" da Amazônia, com exigências de pH que deve ser considerada no preparo do meio para isolamentos

Occurrence of nodulation in legume species in the Amazon region of Brazil

This paper reports the nodulation status of 172 legume species from different ecosystems within the Amazon region of Brazil. The nodulation ability of 98 species and eight genera was observed for the first time. Occurrence of nodulation is discussed in the context of the taxonomy of the family and the different ecosystems. The frequency of nodulation among tribes and genera was found to be higher in flooded (varzea and igapó) than in non‐flooded sites (terra firme); moreover, more plants had nodulated in nursery beds consisting of soil from flooded areas. The symbiosis may therefore be favoured in flooded areas. Copyright © 1992, Wiley Blackwell. All rights reserve

Establishment of herbaceous plants in heavy metal contaminated soils inoculated with arbuscular mycorrhizal fungi

Neste trabalho estudou-se o estabelecimento de plantas herbáceas em solo com contaminação de metais pesados (MP) e inoculação de fungos micorrízicos arbusculares (FMAs). O experimento foi realizado em bandejas, em esquema fatorial 5 x 2, sendo cinco proporções de solo contaminado com MP na ausência e presença de FMAs. Sementes de oito espécies de gramíneas e uma crucífera (mostarda – Brassica sp.) foram plantadas e cultivadas por 120 dias e avaliadas em dois cortes. No primeiro corte, as gramíneas foram severamente afetadas pela contaminação, e a mostarda foi pouco afetada, mostrando alta tolerância. No segundo corte, o efeito da contaminação foi negligível para as gramíneas, e a inoculação dos FMAs aumentou em 24% a matéria seca destas em relação ao controle sem inoculação. A inoculação teve também efeito positivo na matéria seca das raízes e na colonização micorrízica. Os teores de Cd, Zn e Pb na parte aérea foram maiores na mostarda do que nas gramíneas em ambos os cortes. Apesar de a inoculação não ter efeito no crescimento das gramíneas do primeiro corte, as plantas com inoculação apresentaram maior acúmulo de Zn, Cd e Pb no segundo corte. A maior tolerância da mostarda aos metais pesados permitiu seu crescimento e conseqüente acúmulo de Zn, Cd e Pb do solo contaminado. A extração destes elementos do solo pode ter contribuído para o melhor desenvolvimento subseqüente das gramíneas, favorecendo o estabelecimento das plantas.The establishment of herbaceous plants in soil contaminated by heavy metals (HM) and inoculated with arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) was evaluated in the present study. The experiment was conducted in trays, in a 5 x 2 factorial, being five proportions of contaminated soil with or without inoculation with arbuscular mycorrhizal fungi (AMF). Seeds of eight grass species and a mustard (Brassica sp.) were planted and allowed to grow for 120 days under greenhouse conditions and assessed through two cuts. In the first cut grass species were severely affected by soil contamination, whereas the mustard was little affected, thus exhibiting high tolerance. In the second cut, the effect of soil contamination was negligible for the grasses, and inoculation with AMF increased dry matter yield by 24% over non-inoculated controls. Inoculation also had positive effects on root dry matter and colonization. Shoot concentrations of Cd, Zn and Pb were higher in mustard in the first cut than in grasses in both cuts. Although inoculation had no effect on grass dry matter in the first cut, it enhanced accumulation of Zn, Cd and Pb in these plants in the second cut. Higher tolerance of mustard to heavy metals allowed its growth and enhanced Zn, Cd and Pb uptake from the contaminated soil. The extraction of these elements may have contributed for the enhanced subsequent development of the grasses and therefore facilitated plant establishment

Phenotypic diversity and symbiotic efficiency of Bradyrhizobium spp. strains from Amazonian soils

Este trabalho teve como objetivo avaliar a diversidade fenotípica e a eficiência simbiótica de estirpes de Bradyrhizobium, isoladas de solos da Amazônia, sob diferentes sistemas de uso da terra (monocultura, capoeira, pastagem, floresta e sistema agroflorestal). A análise dos perfis de proteína total de 46 estirpes, obtidos por eletroforese em gel de poliacrilamida (SDS-PAGE), mostrou grande diversidade, tendo formado 11 grupos com similaridade acima de 80%. Apenas um dos grupos continha a estirpe referência de B. elkanii: BR29, recomendada como inoculante para soja. Vinte e duas estirpes testadas em vasos de Leonard, com caupi (Vigna unguiculata (L.) Walp.), induziram à produção de matéria seca e ao acúmulo de nitrogênio, na parte aérea da planta, e à eficiência relativa superiores aos da testemunha (sem N e sem inoculação). Entre as estirpes testadas, 13 induziram à produção de matéria seca e à eficiência relativa similares às da testemunha nitrogenada (com N, sem inoculação); cinco estirpes induziram a acúmulo de N superior ao da testemunha nitrogenada. Essas populações nativas são constituídas por grande diversidade de estirpes, com eficiência simbiótica variável, algumas das quais podem ser recomendadas para testes de eficiência agronômica.This work aimed to evaluate the phenotypic diversity and symbiotic efficiency of Bradyrhizobium strains isolated from Amazonian soils, under different land use systems (crop, fallow, pasture, forest and agroforestry system). Total protein profiles obtained by polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) of 46 strains showed great diversity, while 11 groups presented similarity above 80%. One of these groups contained the reference strain of B. elkanii: BR29, recommended as soybean inoculant. Twenty-two strains, tested in Leonard jars for symbiotic efficiency with Vigna unguiculata (L.) Walp. (cowpea) produced shoot dry matter, N-content, and relative efficiency higher than the control (without N, with inoculation). Production of shoot dry matter and relative efficiency were induced by 13 strains in a way similar to the N-control (with N, without inoculation); five strains induced higher nitrogen content than N-control. Native populations comprise high diversity of strains with variable symbiotic efficiency, and some of them could be recommended for agronomic efficiency assays

Germination and seedling development in Pistia stratiotes L.

This study aimed to describe the post-seminal development, evaluate how the available water, light and temperature influence seed germination and to describe the vegetative propagation by selecting one of the collected plants of Pistia stratiotes. The plant material was collected in a tributary of the Rio Igaraçu, Parnaíba, Piauí State, Brazil. A botanical description of the species was made using individuals collected in the study area. For the germination tests, a total of 1400 seeds were harvested and three experiments were conducted, varying the amount of available water, light and temperature. The results showed that the highest percentage of germination is occurred with seeds pre-washed with distilled water, sown on filter paper with abundant water (enough to form a sheet of water) and exposed to alternating light at an average temperature of 37°C. Germination began on the fourth day after sowing, marked by the appearance of the cataphyll. After 22 days, the seedling stage was completed. Vegetative propagation of this species is efficient and fast. In 50 days, a total of 134 new vegetative shoots were recorded in just one individual. The results showed that the germination rate is related to the amount of light and temperature

Electric aciary oven powder on soil microbiota and growth of soybean

Devido à grande produção de resíduos de siderurgia, tem sido indicado seu aproveitamento na agricultura como fonte alternativa de micronutrientes. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da aplicação do pó de forno de aciaria elétrica na microbiota de solos e sua potencialidade no fornecimento de micronutrientes à soja. O experimento foi realizado em casa de vegetação, com delineamento inteiramente ao acaso, com dois tipos de solo (Latossolo Vermelho-Amarelo (LVA) e Latossolo Vermelho (LV)) e quatro doses de pó de aciaria elétrica (0, 0,75, 1,50 e 3,00 g vaso-1 equivalendo a 0, 1, 2 e 4 t ha-1), com quatro repetições. Os solos foram corrigidos e fertilizados antes da adição do resíduo e semeadura de soja inoculada, em vasos de plástico de 1,5 L (duas plantas por vaso). Na floração, coletaram-se as plantas e amostras de solo de todos os tratamentos, para determinação da matéria seca da parte aérea e raízes, teores foliares de B, Cu, Fe, Mn, Zn, Cd e Pb, número de nódulos e sua matéria seca, atividade da nitrogenase dos nódulos, presença de diazotróficos associativos, respiração microbiana, C-biomassa microbiana e qCO2. Há respostas diferenciadas das comunidades microbianas dos solos LVA e LV ao resíduo de siderurgia aplicado, e essas comunidades demonstram maior sensibilidade ao efeito do resíduo de siderurgia do que os parâmetros de crescimento e nodulação da soja. O resíduo de siderurgia apresenta potencial de utilização como fonte de Zn à cultura da soja, nas doses de 0,5 e 1,4 t ha-1 em relação ao LVA e LV, respectivamente.Due to the great production of siderurgical residues, its use has been indicated in agriculture as an alternative source of micronutrients to the plants. The aim of this study was to evaluate the effect of aciary oven powder application on soil microbiota and its potential use as micronutrient source for soybean growth. An experiment was conducted under greenhouse conditions in a completely randomized block design, with Typic Haplorthox (LVA) and Clay Rhodic Hapludox (LV), four levels of siderurgical residue (0; 0.75; 1.50 and 3.00 g pot-1, corresponding to 0, 1, 2 and 4 ton ha-1), and four replicates. The soils were limed and fertilized before addiction of the residue and sowing of inoculated soybean, in plastic pots of 1.5 L (two plants per pot). During the blooming of plants, soil samples of all treatments were collected for determination of shoot and root dry matter, shoot concentrations of B, Cu, Fe, Mn, Zn, Cd and Pb, number and dry matter of nodules, nitrogenase activity, semi-quantitative evaluation of associative diazotrophics, microbial activity (basal and induced respiration), microbial biomass C, and qCO2. The microbial communities of both soils vary with the siderurgical residue, demonstrating larger sensibility to the effect of the residue than the soybean growth and nodulation parameters. The residue has a potential to be used as source of Zn to the soybean culture, at doses 0.5 ton ha-1 for LVA and 1.4 ton ha-1 for LV