Substâncias húmicas isoladas de resíduos da indústria da cana-de-açúcar como promotoras de crescimento radicular

Plant growth promoting substances are widely used in modern agriculture. Several products in the market are humic substances isolated from different sources. The filter cake, a residue of sugar production, is a rich and renewable source of organic matter and these characteristics place the filter cake as a possible source of plant growth promoting substances. Humic acids (HA) from filter cake were characterized, and their effects as root growth promoters were evaluated. Chemical features of the HA were evaluated through elemental composition, acidic functional groups, E4/E6 ratio and infrared spectroscopy analyzes. The biological activity of the HA was assessed using root architecture parameters and the P-type H+-ATPase activity. The lateral root development was directly related to the stimulation of plasma membrane ATPase activity. The ability of HA to promote root development indicate that HA from filter cake can be used as environmental plant growth stimulators.Substâncias promotoras do crescimento vegetal são amplamente utilizadas na agricultura moderna. Existem vários produtos no mercado, muitos dos quais são substâncias húmicas isoladas de diferentes fontes. A torta de filtro, um resíduo da produção do açúcar, é uma fonte rica e renovável de matéria orgânica e essas características a tornam uma possível fonte de substâncias promotoras do crescimento vegetal. Ácidos húmicos (AH) da torta de filtro foram caracterizados, e foi avaliado seu efeito como promotor de crescimento radicular. As características químicas dos AH foram avaliadas por meio da composição elementar, grupos funcionais ácidos, relação E4/E6 e espectroscopia de infravermelho. A atividade biológica dos AH foi acessada avaliando-se a arquitetura radicular e a atividade da H+-ATPase de membrana plasmática. O desenvolvimento de raízes laterais foi diretamente relacionado ao estímulo da atividade da H+-ATPase. A habilidade dos AH em promover o desenvolvimento radicular indica que AH extraídos da torta de filtro podem ser utilizados como estimuladores do crescimento de plantas

Plant proton pumps as markers of biostimulant action

A standard protocol to evaluate the effects of biostimulants on plant physiology is still lacking. The proton pumps present in the vacuolar and plasma membranes are the primary agents responsible for the regulation of the electrochemical gradient that energizes the nutrient uptake system and acid growth mechanism of plant cells. In this study, two of these enzymes were characterized as biochemical markers of biostimulant activity. A simple and fast protocol based on the degree of root acidification using a pH sensitive dye and the Micro-Tom tomato as a plant model is proposed as an efficient methodology to prove the efficacy of biostimulants that are claimed to improve nutrient acquisition and root growth. The results agree with the data from more conventional, expensive and time-consuming proton pump assays. A direct correlation was found between plasmalemma proton-adenosine triphosphatase (H+-ATPase) activation and the amount of rhizosphere acidification observed in the bromocresol gel. Moreover, roots of the diageotropica (dgt) Micro-Tom plants, defective in auxin responses, barely acidify bromocresol purple gel even in the presence of indole-3-acetic acid (IAA, 1 μM). The biostimulant TEA (vermicompost water extract, 25 %) enhances proton extrusion by 40 % in wild type (WT) plants, but no effect was induced in dgt plants. These results reinforce the notion that the class of biostimulant known as humic substances stimulates plant proton pumps and promotes root growth by exerting an auxin-like bioactivity and establish the usefulness of an economically and technically feasible assay to certify this kind of biostimulant

Bioactivity of mangrove humic materials on Rizophora mangle and Laguncularia racemosa seedlings, Brazil

The mangrove sediments are rich in organic matter and humic substances, responsible for important functions such as reducing the toxicity of heavy metals, nutrient stabilization, serving as drain to atmospheric carbon and increasing the plant growth. In this study, we observed the effect of humic substances, humic acids and fulvic acids isolated from sediments of a mangrove forest, sampled from the Municipal Ecological Station Ilha do Lameirão (EEMIL, located in Vitória, Espírito Santo State, Brazil), on the growth and root acidification of Rizophora mangle and Laguncularia racemosa seedlings. For this, R. mangle and L. racemosa propagules were transferred to pots and then treated with different humic materials. The evaluation in root architecture change was performed by analyzing the main root axis length, lateral root length, density of lateral roots, fresh and dry mass weight of roots and estimated H+-ATPase activity by specific root acidification measurement. The results indicate that all humic materials extracted from mangrove organic matter were able to modify the root architecture systems of the studied plants. In addition to inducing an increase in the number of lateral roots and root branching, it also stimulated specific root acidification when compared to control groups. There is a good potential in developing technologies for the production of seedlings of mangrove plant species treated with biostimulants based in humic materials isolated from the mangrove ecosystem itself.Keywords: Humic substances, humic acids, fulvic acids, mangrov

Qualidade da matéria orgânica de um solo cultivado com leguminosas herbáceas perenes

O uso de leguminosas herbáceas em sistemas agrícolas permite o aporte de quantidades expressivas de fitomassa, possibilitando alterações no teor e na qualidade da matéria orgânica do solo ao longo dos anos. Este trabalho avalia a qualidade da matéria orgânica de um Argissolo Vermelho Amarelo localizado em Seropédica, RJ, e cultivado com diferentes espécies de leguminosas herbáceas perenes: amendoim forrageiro cv. BR-14951 (Arachis pintoi), cudzu tropical (Pueraria phaseoloides) e siratro (Macroptilium atropurpureum),num delineamento fatorial com três repetições, considerando a manutenção da parte aérea depois do corte na parcela ou a retirada da parte aérea da área experimental. Foram também analisadas amostras de uma área adjacente com vegetação espontânea (mata de capoeira) e capim colonião (Panicum maximum). As amostras de solo foram coletadas em duas profundidades (0-5 e 5-10 cm), realizando-se o fracionamento da matéria orgânica e a avaliação das características estruturais dos ácidos húmicos. As leguminosas avaliadas não alteraram o conteúdo de carbono orgânico total, mas promoveram acúmulo de ácidos húmicos (AH) na camada superficial. Os AH podem ser utilizados como compostos indicadores dos efeitos do manejo sobre a fração orgânica do solo, pois apesar do pouco tempo de implementação do experimento (28 meses) foi verificada incorporação significativa de carbono e nitrogênio provenientes dos resíduos orgânicos das leguminosas. O manejo dos resíduos vegetais não alterou aspectos quantitativos da distribuição de matéria orgânica humificada, mas conferiu maior grau de condensação aos ácidos húmicos avaliados pela análise da composição elementar, espectroscopia de IV e de fluorescência.Using herbaceous legumes in agricultural systems yields great quantities of plant residues, allowing changes in soil organic matter quality and content over the years. This study was conducted on an Ultisol, at Seropédica, RJ, Brazil, to evaluate the effects of different perennial herbaceous legumes on soil organic matter quality. A factorial scheme with three replications was used to evaluate the species: forage groundnut cv. BR-14951 (Arachis pintoi), tropical kudzu (Pueraria phaseoloides), and siratro (Macroptilium atropurpureum). After the first cut, each plot was divided into two subplots; plants were cut and left on the soil surface or cut and removed. Soil samples of a closed area covered by spontaneous vegetation (mainly C3 plants) or by Panicum maximum were also analysed. Samples were collected from two layers (0-5 and 5-10 cm), processed for the fractionation of organic matter and the evaluation of structural characteristics of humic acids (HA). Evaluated legumes did not change total organic carbon contents, but promoted HA accumulation in the superficial soil layer. Humic acids may be used as indicators of the management effects on soil organic fractions, because there was significant incorporation of carbon and nitrogen derived from the legume residues, even for the short experimentation time (28 months). Residue management did not modify quantitative aspects of the distribution of the humified organic matter, but promoted, however, a higher condensation degree of humic acids evaluated by the elementary composition, IR and fluorescence spectroscopy

A loss-of-function allele of a TAC1-like gene (SlTAC1) located on tomato chromosome 10 is a candidate for the Erectoid leaf (Erl) mutation

The genetic basis of an erectoid leaf phenotype was investigated in distinct tomato breeding populations, including one derived from Solanum lycopersicum ‘LT05’ (with the erectoid leaf phenotype and uniform ripening, genotype uu) × S. pimpinellifollium ‘TO-937’ (with the wild-type leaf phenotype and green fruit shoulder, genotype UU). The erectoid leaf phenotype was inherited as a semi-dominant trait and it co-segregated with the u allele of gene SlGLK2 (Solyc10g008160). This genomic location coincides with a previously described semi-dominant mutation named as Erectoid leaf (Erl). The genomes of ‘LT05’, ‘TO-937’, and three other unrelated accessions (with the wild-type Erl+ allele) were resequenced with the aim of identifying candidate genes. Comparative genomic analyses, including the reference genome ‘Heinz 1706’ (Erl+ allele), identified an Erectoid leaf-specific single nucleotide polymorphism (SNP) in the gene Solyc10g009320. This SNP caused a change of a glutamine codon (present in all the wild-type genomes) to a TAA (= ochre stop-codon) in the Erl allele, resulting in a smaller version of the predicted mutant protein (221 vs. 279 amino acids). Solyc10g009320, previously annotated as an ‘unknown protein’, was identified as a TILLER ANGLE CONTROL1-like gene. Linkage between the Erl and Solyc10g009320 was confirmed via Sanger sequencing of the PCR amplicons of the two variant alleles. No recombinants were detected in 265 F2 individuals. Contrasting S7 near-isogenic lines were also homozygous for each of the alternate alleles, reinforcing Solyc10g009320 as a strong Erl candidate gene and opening the possibility for fine-tuning manipulation of tomato architecture in breeding programs

Estímulo no crescimento e na hidrólise de atp em raízes de alface tratadas com humatos de vermicomposto: ii - efeito da fonte de vermicomposto.

Um dos fatores mais limitantes para a produção de vermicomposto é a disponibilidade de esterco. Neste trabalho, foi avaliado o efeito da substituição parcial do esterco por bagaço de cana e por resíduos de leguminosa (Gliricidia sepium) na vermicompostagem sobre a qualidade do vermicomposto e sobre a bioatividade dos humatos, avaliadas por meio da análise do crescimento radicular e da atividade das bombas de H+ isoladas de raízes de alface. A substituição do esterco por bagaço de cana e por resíduos de leguminosas não acarretou prejuízo às características químicas dos vermicompostos. No entanto, os humatos isolados dos diferentes vermicompostos apresentaram características químicas distintas,tais como: acidez e propriedades óticas distintas. Os humatos produzidos a partir de esterco de bovino e da mistura esterco bovino + bagaço proporcionaram maiores estímulos no crescimento radicular das plantas de alface, sendo os mais indicados para uso na forma solúvel. A inclusão de resíduos de leguminosas no processo de vermicompostagem produziu humatos sem efeito sobre o desenvolvimento das raízes de alface

Estímulo no crescimento e na hidrólise de ATP em raízes de alface tratadas com humatos de vermicomposto: i - efeito da concentração.

O vermicomposto contém uma concentração elevada de substâncias húmicas e já é bem conhecido o efeito do seu uso sobre as propriedades do solo. No entanto,a ação direta das substâncias húmicas sobre o metabolismo das plantas é menos conhecida. O objetivo deste trabalho foi avaliar o uso de humatos extraídos de vermicomposto de esterco de curral com KOH 0,1 mol L-1 sobre o desenvolvimento e metabolismo de ATP em plântulas de alface. Após a germinação, plântulas de alface foram tratadas com os humatos em concentrações que variaram de 0 a 100 mg L-1 de C, durante quinze dias. Foram avaliados o crescimento da raiz e a atividade das bombas de H+ isoladas da fração microssomal do sistema radicular. Foi observado aumento na matéria fresca e seca do sistema radicular, bem como no número de sítios de mitose, raízes emergidas do eixo principal, na área e no comprimento radiculares, com o uso do humato na concentração de 25 mg L-1 de C. Também foi observado, nessa concentração, aumento significativo na hidrólise de ATP pelas bombas de H+, responsáveis pela geração de energia necessária à absorção de íons e pelo crescimento celular