Toxidez de metais em plantas. II. Caracterização da toxidez de níquel em cafeeiros

The objective was to determine and characterize toxicities of Ni in coffee (Coffea arabica L., cv. Catuai Vermelho) seedlings growing in solution culture with different amounts of Ni. Coffee growth decreased upon adding Ni to the solution culture at rates of 0.0, 0.5, and 1.0 mg/1. The thermodynamic analysis of the nutrient solution predicts no solid phases under the conditions of the experiment and the most predominant species of Ni in solution was bound with EDTA. Such ionic form of Ni in the nutritive solution is supposed to be correlated with its absorption and translocation by the roots of the coffee tree. Leaf Ni concentration of 30 to 40 and 70 to 80 μg Ni/g were associated with medium and very severe leaf toxicity symptoms respectively. Nickel toxicity symptons include chlorosis and necrotic spots on younger leaves and internodes; leaves fall prematurely, dieback, and streak necrosis of the leaves, petioles and branches. Excess of Ni in solution increased leaf Mn, Fe, and Zn, decreased leaf Ca, but did not affect leaf Mg and total N. It seems reasonable to speculate that the Ni caused root damage which facilitated Mn, Fe, and Zn uptake. Total leaf chlorophyll decreased as leaf Ni increased. The regression equation for total leaf chlorophyll (Y = mg/g) as related to leaf Ni (μg Ni/g) was: Y= 2.10-0.006 (leaf Ni). It was found that any value of chlorophyll content in the third pair of coffee leaves below 2 mg/g of fresh tissue was associated with leaf chlorosis.A toxidez de Ni em mudas de café (Coffea arabica, L., cv. Catuai Vermelho) foi determinada em solução nutritiva contendo doses crescentes deste metal. O desenvolvimento das mudas de café decresceu progressivamente com a adição de Ni na solução, nas concentrações de 0,0, 0,5 e 1,0 mg/1. Uma análise termodinâmica da solução em estudo revelou a ausência de fases sólidas nas condições do experimento e que a espécie predominante de Ni formava ligações iônicas com EDTA. Esta forma iônica de Ni na solução nutritiva pode ser correlacionada com a absorção e transporte pelas raízes do cafeeiro. Concentrações de Ni no terceiro par de folhas de café, variando de 30 a 40 e de 70 a 80 μg/g foram associadas com sintomas de toxidez médio e muito severo, respectivamente. Os sintomas de toxidez de Ni em mudas de café foram caracterizados inicialmente por cloroses e muitos pontos necróticos nas folhas jovens e nos internódios. Em um estádio mais adiantado de toxidez, as plantas apresentavam, além dos sintomas acima descritos, diminuição no tamanho das folhas e internódios, manchas necróticas nos pecíolos das folhas, e nos caules, desfolha e fenecimento. Observou-se, também, que o excesso de Mina solução aumentou a absorção de Mn, Fe e Zn diminuiu a absorção de Ca e não afetou o Mg e o N-total nas folhas. Provavelmente Ni causou certo dano no sistema radicular facilitando a absorção de outros metais pesados como Mn, Fe e Zn. A concentração de clorofila total nas folhas diminuiu com o aumento de Ni na parte aérea das plantas. A equação de regressão para clorofila total das folhas (Y= mg/g) em relação ao Ni foliar (μg/g de Ni) foi: Y = 2,10 - 0,006 (Ni foliar). Foi observado que qualquer concentração de clorofila no terceiro par de folhas de café abaixo de 2,0 mg/g de tecido verde era associada com cloroses foliares

Boron application in oxisols and responses of coffee plants

Estudou-se a resposta de mudas de cafeeiros à nutrição de B, em Latossolo Roxo Distrófico e em Latossolo Vermelho-Escuro Distrófico fase arenosa apresentando diferente capacidade de adsorção. Os tratamentos consistiram da adição de solução de ácido bórico (0,0; 0,5; 1,0; 2,0; 4,0 e 8,0 μg de Bml-1 ). Foram avaliados quatro métodos para extração de B dos solos: pasta de saturação; HCI 0,05 N; HCI 0,1 N; e HCI 0,05 N + H2 SO4 0,025 N. Os teores de B foram determinados pelo método com azometina-H. A adsorção de B pelos solos foi consistente com o mecanismo descrito pela isoterma de Langmuir, com exceção dos desvios observados quando a concentração de B na solução do solo foi superior a 4 μg ml-1 . A quantidade de B adsorvido aumentou com o pH. Determinou-se que a capacidade dos solos de adsorverem B depende da textura deles. As técnicas de extrato da saturação e da extração de HCI 0,05 N mostraram a melhor correlação com a absorção de B pelas plantas. Encontrou-se que os cafeeiros respondem somente ao B em solução e não são diretamente influenciados pelo B adsorvido.To determine whether plants respond to adsorved or soluble boron, coffee seedlings were grown in two oxisols, Dystrophic Dark-Red Latosol and Dystrophic Dusky Red Latosol, having  different boron adsorption capacities. Six solution concentrations were employed: 0.0, 0.5, 1.0, 2.0, 4.0 and 8.0 μg of Bml-1.  Four soil boron extraction techniques were evaluated: saturation extract, 0.05 N HCI,0.1 N HCI, and 0.05 N HCI + 0.025 N H2SO4 (Mehlich Solution). Boron proportion was determined by the azomethine-H method. Adsorption of boron by those soils was consistent with a mechanism described by the Langmuir equation, except that deviations occur at solution concentration greater than about 4 μg B/ml. The quantity of boron adsorbed increased with pH. Boron adsorption capacity of the soils has been found to depend on their texture. The saturation extract and 0,05 N HCI extration techniques showed the best correlation with total plant boron uptake. It was found that coffee plants respond only to boron in solution and are not directly influenced by adsorbed boron

A nondigestion extraction method for boron in plant leaves

É descrito um procedimento analítico para o diagnóstico do estado nutricional de B em folhas de plantas por um método de extração sem digestão com a solução de HCl. A extração consistiu na adição de 20 ml de HCl 1N em tubos de ensaio contendo 400 mg do material vegetal, seguido por aquecimento a 80°C por 15 minutos, agitação por 60 minutos a 250 rpm e filtração. A seguir, transferiu- se uma alíquota de 5 ml do filtrado para tubos de ensaio de 200 ml, adicionaram-se 100 mg de carvão ativado, agitado por 15 minutos a 250 rpm e refiltrado. Os resultados foram comparados com aqueles obtidos por digestão seca. Os teores de B foram determinados pelo método colorimétrico com azomethina-H. Os resultados evidenciaram que ambos os métodos extraíram quantidades idênticas de B. A adsorção do B pelo carvão ativado em um meio-ácido foi desprezível. A presença do carvão ativado no extrato de folhas sem digestão promoveu a completa adsorção das substâncias solúveis interferentes na determinação colorimétrica de B a 420 nm, A precisão média da extração de B pelo método proposto foi de 1,54%.A nondigestion procedure using HCl for the extraction of B in plant tissues is described. Plant materials were treated with 1NHCl, heated at 80°C for 15 minutes, shaken at 250 rpm for 60 minutes, and filtered. Then, 5 ml of the extracted solution was treated with 100 mg of activated charcoal, shaken at 250 rpm for 15 minutes, and refiltered. Boron was determined by the colorimetric azomethine-H method. The results were compared with those obtained by dry-ashing method. B contents were determined by the colorimetric method with azomethine-H. The results have shown that both methods extracted identical quantities of B. B adsorption by activated-charcoal in an acid-medium was minimum. The presence of activated charcoal in the nondigested leaves extract carried out the complete adsorption of the soluble substances interfering with B colorimetric determination at 420 nm. The mean B extraction accuracy by the proposed method was 1.54 percent

Influence of pH and calcium nutrition on the coffee wilt caused by fusarium oxysporum

Em mudas de Coffea arabica L. cv. Mundo Novo, cultivadas em solução nutritiva analisaram- se os efeitos da nutrição de Ca e pH no crescimento, estado nutriticional e colonização dos tecidos vasculares por Fusarium oxysporum f. sp. coffeae. Os tratamentos consistiram em cinco doses de Ca (0, 10, 100, 200 e 400 µg ml-1), combinadas com dois níveis de pH (4,5 e 6,5). Utilizou-se uma técnica de inoculação do patógeno na região do colo, realizada 105 dias após a emissão das cotiledonares. Observou-se um aumento significativo no desenvolvimento das plantas quando os níveis de Ca na solução foram de 0 a 100 µg ml-1, e uma redução quando os níveis se situaram entre 200 e 400 µg Ca ml-1. Os tratamentos com Ca aumentaram as absorções de Ca e N e diminuíram as de P, K, Mg, Mn e Fe, não afetando, porém, as de Cu e Zn. A progressão do patógeno nos tecidos vasculares foi maior com pH 6,5 que 4,5. A percentagem de tecidos da raiz e caule colonizados aumentou com a diminuição das doses de Ca na solução (0 e 10 µg de Ca ml-1). A severidade da doença geralmente diminuiu com o aumento de Ca de 200 e 400 µg ml-1.A greenhouse solution experiment was conducted with coffee seedlings to investigate the effects of Ca nutrition and pH on growth, plant nutrient content, and the incidence of Fusarium oxysporum f. sp. coffeae. Five concentrations of Ca (0, 10, 100, 200 and 400 µg ml-1) were maintained in combination with two pH levels (4.5 and 6.5). Suspensions of the fungus were inoculated at the colon region of seedlings after 105 days of cotyledon emergency. Dry weight yields increased with increasing Ca levels up to 100 µg ml-1 followed by a marked decrease when Ca concentration was raised to 200 - 400 µg ml-1' of Ca. Plant tissue analysis showed that increasing Ca levels in solution increased the uptake of Ca and N, decreased P, K, Mg, Mn and Fe, and had no effect on Cu and Zn. The extent of colonization of the vascular tissues by the fungus was greater at pH 6.5 than 4.5. The percentage of root and stem tissues incited by the fungus mycelium was increased at low Ca treatments (0 and 10µg of Ca ml-1). The severity of disease generally decreased with increasing Ca in solution up to 200 and 400µg ml-1.

Manejo da cobertura do solo para formação e produção de uma lavoura cafeeira. I. Influência na fertilidade do solo

A field experiment was conducted during seven years with coffee trees to determine the influence of some management practices on the fertility levels of a Red Yellow Latosol. Six soil managements were evaluated: 1. cleaning the tree rows/disking between tree rows; 2. cleaning the tree rows/retaining a permanent soil cover between the tree rows with Elionurus candidus; 3. cleaning the tree rows/retaining a permanent soil cover between the tree rows with Stylosanthes guianensis; 4. Grass mulch in the tree rows/disking between the tree rows; 5. grass mulch covering all the soil surface; and 6. black polythene mulch in the tree rows/disking between the tree rows. Grass residue mulch was found to be the most effective in improving soil fertility. The beneficial effects of protecting the soil surface with grass straw were associated with the amounts of plant nutrient released from the decomposing materials, increased soil organic carbon and pH, decreased exchangeable Al and enhanced nutrient ions uptake by coffee roots due to less moisture stress. Thus, the results suggest that additions of organic materials on the surface of very acid soils result in a favorable environment for root development. The potential of this soil management for small farm in the coast area of Paraná State may, therefore, be significant.Foi conduzido um experimento de campo, durante sete anos, em uma lavoura cafeeira, para determinar as influências de algumas técnicas de manejo do solo no nível de fertilidade de um Latossolo Vermelho-Amarelo álico. Foram avaliados seis sistemas de manejo do solo: 1. capina na linha/ceifa do mato na entrelinha; 2. capina na linha/capim-limão (Ellonurus candidus) na entrelinha; 3. capina na linha/Stylosanthesna entrelinha; 4. cobertura com resíduo vegetal na linha/ceifa do mato na entrelinha; 5. cobertura com resíduo vegetal em toda a área; e 6. cobertura com polietileno preto na linha/ceifa do mato na entrelinha. Os resultados demonstraram que a cobertura com resíduos vegetais foi o tratamento mais efetivo na proteção e recuperação da fertilidade do solo. Os efeitos benéficos da cobertura da superfície do solo com resíduos vegetais foram associados com a liberação de nutrientes após a decomposição dos compostos orgânicos, aumentos nos teores de carbono orgânico e pH do solo, diminuições nas concentrações de Al trocável, e melhores condições para absorção de íons pelas raízes do cafeeiro. O potencial desta prática de manejo do solo para pequenos agricultores na região do litoral do Paraná parece significativo

Reduction of subsurface acidity in soil column

Foi conduzido um experimento em colunas para avaliar as influências da acidez subsuperficial de um Latossolo Roxo distrófico (LRd) no desenvolvimento vegetativo e radicular de mudas de cafeeiros. Os tratamentos foram: CaCO3 - superfície, CaCO3 0 cm - 60 cm, CaCO3 0 cm - 30 cm, CaCO330 cm - 60 cm, MgCO3 30 cm - 60 cm, CaSO4 - superfície e testemunha. O baixo teor de Ca e alto de Al diminuiu o desenvolvimento do cafeeiro. A aplicação superficial da calagem não foi eficiente para reduzir a acidez subsuperficial. As aplicações de CaCO3 à 0-30, 0-60 e 30-60 e MgCO3aumentaram o pH, Ca e Mg e neutralizaram o Al trocável apenas nas camadas aplicadas. O gesso aumentou o movimento de Ca e reduziu o Al trocável em toda coluna. A calagem aumentou a mineralização do N e a lixiviação de ânions e diminuiu a dos metais pesados. O gesso aumentou a lixiviação de ânions e cátions básicos e diminuiu a dos metais pesados. A incorporação do CaCO3 aumentou a absorção de Ca e diminuiu as de P, K e Mn. O efeito dos tratamentos no desenvolvimento da parte aérea obedeceu a seguinte ordem: CaCO3 0 cm - 60 cm > CaCO3 0 cm - 30 cm > CaSO4 - superfície > CaCO3 - superfície > > CaCO3 30 cm - 60 cm = MgCO3 30 cm - 60 cm = testemunha. Com relação ao desenvolvimento radicular, a única alteração foi CaSO4 - superfície > CaCO3 0 cm - 30 cm, em virtude do maior crescimento das raízes em profundidade como consequência do aumento do Ca e a redução de Al trocáveis na subsuperfície do solo. A greenhouse experiment was conducted for a year with columns to evaluate the influence of subsurface acidity of a dystrophic Latosol Roxo (Oxisol), on the root and shoot growth of coffee. Experiment involved CaCO3 - surface, CaCO3 0 cm - 60 cm, CaCO3 0 cm - 30 cm, CaCO3 30 cm - 60 cm, MgCO3 30 cm - 60 cm, CaSO4 - surface and control. Low soil pH and high Al restricted root and shoot growth of coffee. Surface-applied lime was not efficient either reducing subsoil exchangeable Al or increasing Ca levels in the underlayers of soil. Liming at 0 cm - 30 cm, 0 cm - 60 cm and 30 cm - 60 cm deep, increased soil pH and exchangeable Ca and Mg and decreased exchangeable Al in the applied soil layer only. Gypsum increased the movement of Ca and reduced the exchangeable KCl-Al in the entire soil column. Liming increased N-mineralization and anions leaching and decreased heavy metals leaching. Gypsum increased anions and basic cations and decreased heavy metals leaching. Deep lime applications increased Ca uptake and decreased P, K and Mn uptake. The effects of treatments on shoot growth and leaf area were as following: CaCO3 - 0 cm - 60 cm > CaCO3 0 cm - 30 cm > CaSO4 - surface > CaCO3 - surface > CaCO330 cm - 60 cm = MgCO3 30 cm - 60 cm = control. Regarding root growth, the only difference was that CaSO4 - surface > > CaCO3 0 cm - 30 cm. It was found that gypsum improved deeper root growth as a consequence of the increased movement of Ca and reduction of exchangeable Al in the subsurface of soil.

Respostas do cafeeiro à calagem

Field experiments were conducted in a stablished coffee plantation for 8 years (1975-82) on Brazilian Oxisols to investigate the effects of liming these soils (0.0,2.5, 5 and 10 tons/ha) on the soil chemical properties, production and mineral nutrition of coffee (Coffea arabica L.) trees. The soil pH, cation exchange capacity (CEC) and exchangeable Ca and Mg increased, while exchangeable AI and K decreased whith increasing dolomitic lime rates. The lime effects were limited to the top soil only (0-30 cm). Liming significantly increased leaf Ca and Mg, reduced leaf Mn (eliminated the toxic effects), Zn and K, and had no effect on leaf N, P, and Cu in the leaves. The yields of coffee were increased by reducing the exchangeable Al and by adjusting the Ca-K, Ca-Mg, and Mg-K ratios to 13:1, 4:1 and 3:1, respectively. The best coffee yields were obtained with the lowest lime rate (2.5 tons/ha). Higher lime rates (5 and 10 tons/ha) resulted in decreased yields.Experimentos de campo foram conduzidos em dois dos principais solos da região cafeeira do Paraná (LRd e LEd), por um período de 8 anos (1975-82), com o objetivo de estudar os efeitos de doses crescentes de calcário dolomítico (0, 2,5, 5,0 e 10,0 t/ha) nas propriedades químicas do solo, produção e estado nutricional do cafeeiro (Coffea arábica L.). O pH do solo, capacidade de troca de cátions (CTC) e Ca e Mg trocáveis aumentaram, enquanto que o Al e K trocáveis diminuíram com o aumento das doses de calcário. Estes efeitos foram evidentes apenas na superfície do solo (0-30 cm). Os efeitos da calagem no estado nutricional do cafeeiro foram pronunciados, em virtude do aumento nas concentrações de Ca e Mg, redução nas de Mn (eliminou os efeitos tóxicos), Zn e K e inalteração nas de N, P e Cu nos tecidos foliares. A neutralização do Al tóxico e o ajustamento das relações entre Ca-K, Ca-Mg e Mg-K para 13:1, 4:1 e 3:1, respectivamente, aumentaram a produção do cafeeiro. As melhores produções de café foram associadas com a mais baixa dose de calcário (2,5 t/ha), sendo que as mais elevadas (5 e 10 t/ha) diminuíram sistematicamente a produção do cafeeiro

Manejo da adubação para formação de lavouras cafeeiras

A field experiment was conducted for the period 1975 to 1981 for assessing fertilizer requirements for coffee establishment. Experimental treatments consisted of: (1) basic fertilization in the planting holes with two sources of N (organic manure and urea at the rate of 60 g of N/hole) in combination with three K rates (0, 30 and 60 g of K2O/hole) and three P rates (0, 40 and 80 g of P2O5/hole) and (2) three sidedress NPK rates applied annually during the first five years after planting data. After four harvestings no significant yield difference between N sources (organic and mineral) was observed. Yields decreased when P was not added in the hole fertilization before planting, regardless the annual sidedress fertilization treatment. K applied in the hole before planting had no influence on yield but it increased yield when broadcast annually after planting. Yield increased with each increase in applied sidedress NPK fertilizers. Maximum yield was obtained on plots which contained at least 1 meq of Ca/100 g, 0.20 meq of Mg/100 g, 0.30 meq of K/100 g and 10 mg of P/kg. Increases in leaf N from 3% to 3.9%, leaf K from 1.8% to 2.8% and leaf P from 0.10% to 0.18% by soil application of NPK fertilizers increased yields.Foi conduzido um experimento de campo, no período de 1975 a 1981, visando determinar a necessidade de adubação para formação de uma lavoura cafeeira. Os tratamentos consistiram de: (1) adubação de cova com duas fontes de N (orgânica e mineral, 60 g de N/cova) em combinações com três doses de P (0, 40 e 80 g de P2O5/cova) e K (0, 30 e 60 g de K2O/cova) e (2) adubação em cobertura com três doses de fertilizantes minerais contendo NPK aplicados durante os primeiros cinco anos de formação da lavoura. Após quatro colheitas consecutivas, não houve diferenças significativas entre os tratamentos que receberam as duas fontes de N (orgânica e mineral) aplicadas na cova. A produção foi mais baixa na ausência de P na adubação da cova, independentemente de presença de P na adubação de cobertura. Aplicação de K na cova não influenciou a produção, mas este elemento foi necessário na adubação anual de cobertura. A produção aumentou em função das doses crescentes de NPK em cobertura. As produções máximas foram obtidas nas parcelas que continham teores superiores a 1 meq de Ca/100 g, 0,20 meq de Mg/100 g, 0,30 meq de K/100 g e 10 ppm de P. Aumentos nas concentrações de nutrientes das folhas de 3% a 3,9% de N, de 1,8% a 2,8% de K e de 0,10% a 0,18% de P foram associados com as máximas produções de café

A modified ferron method for aluminum determination

O objetivo deste estudo foi modificar o método de determinação de alumínio por ferron, para contornar a interferência do ferro em análise de extratos de solo e planta. As diferenças entre as absorções dos complexos Al-Fe-ferron e Al-ferron determinadas a 370 nm e 600 nm, de acordo com o método original, são variáveis e dependem da concentração de Fe na solução. A absorbância de Fe-ferron a 370 nm não seguiu a lei de Beer e não foi proporcional à determinada a 600 nm, limitando a aplicação do método original para determinação de Al na presença de Fe. A utilização de uma solução redutora, cloreto de hidroxilamina, e de uma complexante, 1,10-fenantrotina 0,2%, e a realização das leituras a 370 nm (Al-Fe-ferron-fenantrolina) e 530 nm (Fe-ferron-fenantrolina) possibilitaram a determinação de Al em solução contendo Fe. As diferenças entre as absorções de Al-Fe-ferron-fenantrolina e Al-ferron-fenantrolina determinadas a 370 nm e 530 nm foram constantes para várias concentrações de Al e Fe na solução. Os teores de Al em extratos de solos (KCl 1 M, CaCl2 0,01 M e NH4OAc 1 N pH 4,8), e plantas (digestão nítrico-perclórica), determinados pelo método de ferron-modificado foram semelhantes aos por eriocromo cianina.The objective of this study was to modify the ferron method for aluminum determination in soil and plant extracts in order to avoid iron interferences. The differences between spectrophotometric measurements of the Al-Fe-ferron and Al-ferron complexes at 370 nm and 600 nm by the original method, were found to be variable and higly dependent on Fe levels in solution. The Fe-ferron complex did not follow Beer's law at 370 nm and the absorbance was not proportional to that at 600 nm. A modification of the ferron method for the determination of Al in the presence of Fe is described in which the interfering effect of Fe ions is suppressed by masking with a complexone solution of 1,10-phenantroline after reduction of Fe3+ to Fe2+ with NH3OHCl. The differences between absorbances of Al-Fe-fer.-phen and Al-fer.-phen, measured at 370 nm and 530 nm, were constants for a wide range of Al and Fe concentrations in solutions. The modified method is precise and accurate for determining extractable Al from soil (1 M KCl, 0.01 M CaCl2 and 1 N NH4OAc pH 4.8) and total Al from plant (Nitric-perchloric digestion) extracts. The results of the modified method were similar to those determined by the eriochrome cyanine method