Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Agroecossistemas, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2013-12-05T23:59:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 321965.pdf: 1308206 bytes, checksum: 0ee8c1d6f8e7ab7c35b18f4960724b10 (MD5) Previous issue date: 2013 / Alelopatia é a interferência química de um organismo sobre outro, me-diada por uma ou várias subtâncias, os chamados aleloquímicos. Cana-valia ensiformis. e Mucuna aterrima são utilizadas como plantas de co-bertura e citadas por seus efeitos alelopáticos. Este trabalho teve por ob-jetivo avaliar o efeito de quatro concentrações de extratos metanólicos dessas duas espécies em comparação com o controle (água destilada), sobre a germinação e emergência das espécies espontâneas Rumex obtu-sifolius, Sonchus oleraceus e Bidens pilosa em condições de laboratório e de casa de vegetação. Os extratos foram obtidos incubando-se 25 g de folhas moídas em 250 mL de metanol 80% por 48 horas, ao abrigo de luz e temperatura ambiente, com posterior filtração a vácuo, centrifuga-ção, recuperação em rota-evaporador, ressuspensão em água destilada e armazenamento a -80ºC. O conteúdo de polifenóis foi determinado pelo método de Folin-Ciocalteu, utilizando uma curva padrão de ácido gáli-co. Em ambas as condições de semeadura o delineamento experimental foi de três espécies de plantas espontâneas e cinco tratamentos (0,0; 0,01; 0,05; 0,1 e 0,2 µgEAG mL-1) de C. ensiformis ou de M. aterrima, com 4 repetições por tratamento. Em laboratório, 50 sementes de cada planta espontânea foram colocadas em caixas Gerbox forradas com pa-pel de germinação umedecido com as diferentes concentrações de extra-to, na razão de 2,5 vezes o peso do papel, e colocadas em câmara de germinação (12 horas claro/escuro e temperatura 25ºC ± 1). Em casa de vegetação, foram semeadas 50 sementes de cada espécie em vasos con-tendo 1,8 kg de solo Cambissolo Húmico Alumínico. Os extratos ou água (controle) foram aplicados sobre os vasos (20 mL), a cada dois dias para manter o solo com 60% da capacidade de campo. Para as sementes em condições de laboratório foram avaliadas a percentagem de germina-ção final (GERL) e o índice de velocidade de germinação (IVGL). Para as sementes em casa de vegetação foram avaliados: percentagem de germinação final (GERCV); altura das plantas (ALT); teor de matéria seca da parte aérea (MSPA) e de raiz (MSR); e as raízes ainda foram avaliadas quanto ao comprimento (COMPR), volume (VOLR) e diâme-tro (DIAR). A espécie S. oleraceus sofreu a maior interferência das dife-rentes concentrações de extratos de C. ensiformis tanto no experimento de laboratório quanto em casa de vegetação para todas as variáveis ana-lisadas. As espécies R. obtusifolius e B. pilosa tiveram os caracteres GERL e IVGL reduzidos pelos extratos de C. ensiformis no experimento em laboratório. Em casa de vegetação, R. obtusifolius sofreu efeitos ne-gativos do extrato nas variáveis MSR e MSPA, enquanto B. pilosa foi estimulada pela maior concentração de extrato em DIAR e ALT. Nos testes com extratos de M. aterrima, GERL e IVGL de R. obtusifolius no experimento de laboratório e DIAR e COMPR no experimento em casa de vegetação foram estimulados por algumas concentrações de extrato. MSR e MSPA de R. obtusifolius e de S. oleraceus foram inibidas pelas maiores concentrações do extrato. GERL, IVGL, COMPR e VOLR de B. pilosa foram estimulados pelas diferentes concentrações de extrato, mas por outro lado, MSR e ALT apresentaram reduções. Diante do ex-posto, conclui-se que as espécies C. ensiformis e M. aterrima demons-tram potencial alelopático no manejo dessas espontâneas devido às in-terferências metabólicas que podem ter afetado os processos de divisão celular e/ou a produção de fitohormônios (muitos deles considerados aleloquímicos) e/ou a fotossíntese, ou outro mecanismo celular, ou vá-rios desses de uma vez <br> / Allelopathy is the chemical interference of one organism over another, mediated by one or more substances, called allelochemicals. Canavalia ensiformis and Mucuna aterrima are used as cover crops and cited for their allelopathic effects. This work aimed to evaluate the effect of con-centrations of methanol extracts from these two species, as compared to a control (distilled water), on germination and emergence of the sponta-neous species Rumex obtusifolius, Sonchus oleraceus, and Bidens pi-losa, under laboratory and greenhouse conditions. Extracts were ob-tained suspending 25 g of ground leaves in 250 mL of 80% methanol. After 48-h incubation in the dark and ambient temperature, the extract was vacuum filtered, centrifuged, recovered with a rota evaporator, re-suspended in distilled water and stored at -80 °C. Polyphenol contents were determined with Folin-Ciocalteu reagent using a standard curve of gallic acid. In both experiments, experimental design included three spontaneous species and application of five treatments consisting of wa-ter or extracts of C. ensiformis or M. aterrima at concentrations of 0.01, 0.05, 0.1, and 0.2 ml µgEAG-1, with four replicates per treatment. In the laboratory assay, 50 seeds of each plant were placed in Gerbox boxes lined with germination paper moistened with the extracts or control at a ratio of 2.5 times the weight of the paper. The boxes were placed in a germination chamber (12 hours of light and temperature of 25 °C ± 1). In the greenhouse assay, 50 seeds of each spontaneous species were placed in pots containing 1.8 kg of Haplumbrept soil. Plant extracts or water was applied to the soil surface at a rate of 20 mL per pot every two days. Plants were watered to keep water holding capacity at 60%. In the laboratory assay, final percentage of germination and germination time index were quantified. In the greenhouse assay, percentage of ger-mination, plant height, and shoot and root dry biomass were evaluated, as well as root length, volume, and diameter. S. oleraceus was the spe-cies most affected by C. ensiformis extracts, in all variables, in both la-boratory and greenhouse experiments. R. obtusifolius and B. pilosa total germination and germination time index were lowered by C. ensiformis extracts in the laboratory assay. In the greenhouse assay, R. obtusifolius suffered negative effects of that extract, lowering shoot and root dry weight, while B. pilosa plants had their height and root diameter in-creased in the highest concentration of this species extract. R. obtusifoli-us total germination and germination time index in the laboratory assay, and root length and diameter in the greenhouse, were increased by some M. aterrima extract concentrations. Root and shoot biomass of R. obtu- sifolius and S. oleraceus were decreased by M. aterrima extracts in the highest concentrations. B. pilosa germination time index, root length and volume increased in different concentrations of M. aterrima extract, but root mass and plant height decreased with extract application. The responses of three species of spontaneous treatments with extract of C. ensiformis and M. aterrima is due to metabolic interference that may have affected the processes of cell division and / or the production of hormones (many of them considered allelochemicals) and / or photosyn-thesis or other cellular mechanism, or several of these at once.

Made available in DSpace on 2018-08-01T22:33:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_8817_Kelly Nery Bighi.pdf: 925206 bytes, checksum: b53be191db6df3789214cc4a4b1877be (MD5) Previous issue date: 2016-05-30 / Objetivou-se com este trabalho, analisar o potencial do feijão-de-porco em extrair chumbo em um solo artificialmente contaminado e verificar se a aplicação de EDTA e giberelina induz a uma maior fitoextração, bem como analisar a influência do chumbo em alguns parâmetros morfológicos e fisiológicos da planta. O primeiro experimento foi um fatorial completo com seis doses de chumbo (0; 200; 400; 600; 800 e 1000 mg kg-1), aplicadas no solo, associadas a seis doses de EDTA (0; 180; 360; 540; 720 e 890 mg kg-1 ). O feijão-de-porco permaneceu cultivado em casa de vegetação, durante 60 dias, após esse período, pôde-se observar o seu elevado potencial em absorver o chumbo presente no solo, porém acumulando-o em seu sistema radicular. A aplicação do EDTA aumenta o transporte de Pb para a parte aérea da planta, aumentando assim a eficácia na fitorremedição. A dose de 600 mg kg-1 de chumbo associada 890 mg kg-1 de EDTA permitiu a melhor relação parte aérea/total do Pb absorvido. O segundo experimento consistiu na aplicação de uma única dose de chumbo no solos, 1200 mg kg-1, no qual o feijão-de-porco foi cultivado sob três concentrações de giberelina (50; 100 e 150 mg L-1) associada a ausência ou presença de 890 mg kg-1 de EDTA, a planta foi cultivada em casa de vegetação durante 60 dias. A aplicação somente da giberelina na planta proporcionou resultados inferiores estatisticamente à aplicação conjunta do EDTA e o GA3, de modo que a interação entre a aplicação dos produtos permitiu uma maior absorção de chumbo, principalmente na dose de 50 mg L-1 de giberelina, que se mostrou estatisticamente superior às demais doses, quanto a absorção de Pb e seu transporte para a parte aérea. Palavras-Chave: Feijão-de-porco, chumbo, EDTA, giberelina, fitorremediação.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-09-12T12:17:17Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1606226 bytes, checksum: 1fbff957b547d332fd674ff7636a7c05 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-12T12:17:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1606226 bytes, checksum: 1fbff957b547d332fd674ff7636a7c05 (MD5) Previous issue date: 2012-07-24 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O etileno é conhecido por controlar o crescimento vegetal e sua relação com poliaminas tem sido estudada porque essas duas classes de hormônios compartilham um precursor biossintético comum, a S-adenosilmetionina. A fim de avaliar a influência de etileno e poliaminas sobre as respostas de crescimento in vitro de Canavalia ensiformis foram utilizados diferentes compostos que atuam sobre a biossíntese de etileno e poliaminas. Os tratamentos com o inibidor de etileno, aminoetoxivinilglicina, perclorato de mercúrio, sistema de membranas (uma e duas membranas), espermina e inibidor de poliaminas acarretaram no crescimento das plântulas, coincidindo com alto conteúdo de poliaminas, principalmente espermina e putrescina, e uma elevada razão entre Putrescina e espermidina + espermina. O tratamento com o precursor de etileno, ácido 1-aminociclopropano-1-carboxílico, apresentou baixo crescimento. Os resultados apresentados destacam as interações entre etileno, poliaminas e crescimento in vitro de Canavalia ensiformis. A adição de poliaminas exógenas acarretou efeitos estimulantes de crescimento na parte aérea e raízes de C. ensiformis. Portanto, pode-se utilizar poliaminas, capturadores e inibidores de etileno e sistema de membranas na melhoria do crescimento in vitro de Canavalia ensiformis. / Ethylene is known to control plant growth and its relationship with polyamines has been studied because the two classes of hormones share a common biosynthetic precursor, S- adenosylmethionine. In order to assess the influence of ethylene and polyamines on in vitro growth responses of Canavalia ensiformis, different inhibitors and stimulators were used that act on ethylene and polyamines biosynthesis. Treatment with the ethylene inhibitor, aminoethoxyvinylglycine, mercury perchlorate, membrane system (one and two membranes), polyamine (spermine) and polyamines inhibitor triggers increased plant growth, coinciding with high polyamine contents, mainly spermine and putrescine, and a high Putrescine/(Spermidine + Spermine) ratio, whereas treatment with the ethylene precursor 1-aminocyclopropane-1-carboxylic-acid triggers lessened growth characteristics. The results presented here highlight the interactions between ethylene, polyamines and plant growth of C. ensiformis vitroplants. Exogenous polyamines presented stimulatory effects on shoots and roots of C. ensiformis. Thus, polyamines, ethylene scavengers, ethylene inhibitors and membrane systeGC can be useful for improving in vitro growth in Canavalia ensiformis.

O nitrogênio é o nutriente mineral essencial mais limitante ao crescimento das plantas. Apenas alguns microorganismos procariotos desenvolveram um mecanismo bioquímico que permite reduzir N2, abundante na atmosfera, a amônia, que pode ser assimilada pelas plantas. Muitos destes microorganismos conseguem associar-se simbioticamente com outros organismos, sendo a associação de bactérias do grupo Rhizobium com plantas do grupo das leguminosas a mais importante a nível econômico. Por outro lado, quando existe disponibilidade de nitrato no meio ambiente, a leguminosa abandona a fixação biológica absorvendo nitrato, que é reduzido a amônia pelas enzimas nitrato redutase (NR) e nitrito redutase (NiR) e, ao final, assimilada pelo sistema GS/GOGAT. Apesar de as duas vias terem amônia como produto final, em leguminosas tropicais, principalmente as pertencentes à tribo Phaseolae, quando a amônia provém de associação simbiótica a planta exporta, via xilema, preferencialmente ureídeos, enquanto quando a amônia provém da redução de nitrato, a planta exporta amidas, principalmente asparagina e glutamina. O objetivo do presente trabalho foi identificar, em Canavalia ensiformes (L.), as alterações metabólicas que ocorriam em função da concentração de nitrato fornecida à planta, através da quantificação localizada dos principais compostos nitrogenados do metabolismo de nitrogênio e dos principais sítios de redução de nitrato; bem como estudar o metabolismo de asparagina na leguminosa em questão desde o estádio de germinação até a fase reprodutiva, identificando os sítios preferenciais de metabolismo desta amida. Observou-se que o metabolismo de aminoácidos foi profundamente alterado em função da concentração de nitrato fornecida. Os níveis de aminoácidos solúveis totais não se alteraram drasticamente, o mesmo ocorrendo com os níveis de proteína e ureídeos, considerando-se os diferentes tratamentos em um mesmo estádio de desenvolvimento. Com a alteração do estádio de desenvolvimento, especialmente com o início da fase reprodutiva, o metabolismo de nitrogênio foi profundamente alterado, observando-se inversão no sítio de redução de nitrato, alterações nas concentrações totais de ureídeos e aminoácidos e alterações profundas no metabolismo de aminoácidos, quando se relaciona com o estádio vegetativo. A atividade de nitrato redutase, em Canavalia ensiformes (L.) mostrou-se regulada pela concentração de glutamina presente nos tecidos, tendo se mostrado mais elevada nos tecidos onde os níveis de glutamina eram menores. A alteração no sítio de redução de nitrato em função da mudança no estádio de desenvolvimento foi acompanhada pelo aumento simultâneo na concentração de glutamina solúvel nos tecidos onde a atividade da enzima foi menor. Em função das mudanças no estádio de desenvolvimento, percebeu-se também uma redução no número de sítios de possível atividade da enzima asparaginase, o que foi inferido pela redução no número de tecidos onde a enzima esteve presente, sugerindo então um possível aumento no catabolismo desta amida por ação da enzima asparagina-aminotransferase. Para maior entendimento dos processos que levam às alterações no metabolismo de nitrato, asparagina e aminoácidos de uma forma geral, os mecanismos de síntese e utilização de aminoácidos devem ser analisados para melhor compreensão dos processos envolvidos, através da análise da atividade das principais enzimas envolvidas nestes processos, bem como de estudos da transcrição dos respectivos genes. / Nitrogen is the most limiting essential nutrient for plant growth. Some prokaryotic microorganisms have developed a biochemical mechanism, which allows the reduction of N2, which is abundantly present in the atmosphere, to ammonium that can be assimilated by the plants. Many of these microorganisms form symbiotic associations with other organisms. This is especially true for leguminous plants that form symbiotic associations with bacteria belonging to the Bradyrhizbium, Rhizobium, and Sinorhizobium groups. Bacterial nitrogen fixation from these interactions are extremely important for the global nitrogen balance and plays a major economically role in agriculture. On the other hand, when nitrate is available in the environment, leguminous plants interrupt the symbiotic fixation process to directly use of the nitrate, which is reduced to ammonium by the enzymes nitrate reductase (NR) and nitrite reductase (NiR), and is finally assimilated by the GS/GOGAST system. Although both will result in ammonium as the end-product, in tropical leguminous plants species, mainly those of the Phaseoleae tribe, when ammonium is produced by the symbiotic association the plant translocates mainly ureides via xylem, whereas the plant translocate mainly amides such as asparagine and glutamine, when the ammonium is produced by nitrate reduction. The objective of this study was to identify in Canavalia ensiformes (L.), metabolic alterations dependent upon the concentration of nitrate supplied to the plant. Specific attention was given to the quantity of nitrogen compounds from nitrogen metabolism and asparagine metabolism from the early stage of germination to the reproductive stage, with the identification of the main locations of metabolism for this amide. Amino acids metabolism was significantly altered when nitrate was supplied at different concentrations. Total soluble amino acids, total protein and ureide contents were not dramatically altered when considering the different treatments at the same developmental stage. However, nitrogen metabolism was shown to be drastically altered when different development stages were compared, particularly at the beginning of the reproductive stage, at which time a switch in the location of nitrate reduction, alterations in the total concentration of ureides and amino acids were observed, when compared to the vegetative stage. Nitrate reductase activity of Canavalia ensiformes was shown to be regulated by the concentration of glutamine present in the tissues, exhibiting higher activity in tissues containing lower concentrations of glutamine, which coincided with the shift of the site of nitrate reduction with the changing developmental stage. The understanding of the processes leading to the alterations in the metabolism of nitrate, asparagine, amino acids, and the mechanism related to the synthesis and utilization of amino acids requires further studies.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. / Made available in DSpace on 2012-10-23T21:12:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 251988.pdf: 3661184 bytes, checksum: 38c05a7a08010fdbc820bb11b948640c (MD5) / Atualmente setores de várias áreas têm observado com grande interesse o crescente número de poluentes existentes em todo o mundo. Por esse motivo aumenta o interesse por técnicas remediadoras, tendo neste momento um foco maior o solo. Varias técnicas são estudadas e a fitorremediação possui um lugar de destaque devido à sua eficiência na descontaminação dos solos e, também, devido a seu custo ser mais acessível do que outras técnicas. O presente estudo utiliza do recurso de uma pesquisa experimental com o uso da Canavalia ensiformis (feijão-de-porco) como fitorremediador de solos contaminados por chumbo. O experimento foi realizado em vasos 6x3 (quinze doses de chumbo e três vasos testemunhas). O solo utilizado foi o podzólico-amarelo. A contaminação do solo foi realizada com nitrato de chumbo, Pb(NO3)2 usando as seguintes dosagens: 0, 100, 200, 350, 1200 e 2400 mg.kg-1. A planta feijão-de-porco absorveu o chumbo consideravelmente nas concentrações de 100, 200, 350 e 1200 mg.kg-1. já na concentração de 2400 mg.kg-1 a planta não apresentou resultados significativos. As plantas apresentam mecanismos próprios para permanecerem vivas mesmo em áreas contaminadas, tendendo à homeostasia. O estudo e a subseqüente avaliação da interação entre o solo, a planta e o poluente, são necessários e constituem uma promissora área de pesquisa para a remediação do ambiente. Em vista disso, é necessário que mais estudos nesta área sejam realizados para melhor conhecermos a capacidade fitorremediadora das plantas e sua possível utilização no combate à poluição. Nowadays sections of several areas have been observing with great interest the crescent number of pollutant existent all over the world. For that reason the interest for mediator techniques increases, witch larger focus at this time is the soil. Several techniques are studied and the fitoremediation has a prominence place due to its efficiency in the decontamination of the soils and also due to its cost to be more accessible than other techniques. The present study uses of the resource of an experimental research witch the use of the Canavalia ensiformis (beans of pig) as a fitoremediator of polluted soils for lead. The experiment has been made in vases 6x3 (fifteen doses of lead and three witnesses vases). The soil used was the podzólico - yellow. The contamination of the soil was made with nitrate of lead, Pb(NO3)2 using the following dosages: 0, 10, 200, 350, 1200 and 2.400 mg.kg -1 . The plant beans of pig sorred the lead strongly in concentration of 100, 200, 350, 1200 mg.kg-1. In the concentration of 2.400 mg.kg-1, the plant didn't show meaningful results. The study and subsequent evaluation of the interaction among the soil, the plant and the pollutant are necessary and constitute a promising research area for the remediation of the atmosphere. In view of that, it is necessary that more studies in this area accomplished so that better the capacity fitoremediator of the plants can be know for its possible use in the combat to the pollution.

O nitrogênio é o nutriente mineral essencial mais limitante ao crescimento das plantas. Apenas alguns microorganismos procariotos desenvolveram um mecanismo bioquímico que permite reduzir N2, abundante na atmosfera, a amônia, que pode ser assimilada pelas plantas. Muitos destes microorganismos conseguem associar-se simbioticamente com outros organismos, sendo a associação de bactérias do grupo Rhizobium com plantas do grupo das leguminosas a mais importante a nível econômico. Por outro lado, quando existe disponibilidade de nitrato no meio ambiente, a leguminosa abandona a fixação biológica absorvendo nitrato, que é reduzido a amônia pelas enzimas nitrato redutase (NR) e nitrito redutase (NiR) e, ao final, assimilada pelo sistema GS/GOGAT. Apesar de as duas vias terem amônia como produto final, em leguminosas tropicais, principalmente as pertencentes à tribo Phaseolae, quando a amônia provém de associação simbiótica a planta exporta, via xilema, preferencialmente ureídeos, enquanto quando a amônia provém da redução de nitrato, a planta exporta amidas, principalmente asparagina e glutamina. O objetivo do presente trabalho foi identificar, em Canavalia ensiformes (L.), as alterações metabólicas que ocorriam em função da concentração de nitrato fornecida à planta, através da quantificação localizada dos principais compostos nitrogenados do metabolismo de nitrogênio e dos principais sítios de redução de nitrato; bem como estudar o metabolismo de asparagina na leguminosa em questão desde o estádio de germinação até a fase reprodutiva, identificando os sítios preferenciais de metabolismo desta amida. Observou-se que o metabolismo de aminoácidos foi profundamente alterado em função da concentração de nitrato fornecida. Os níveis de aminoácidos solúveis totais não se alteraram drasticamente, o mesmo ocorrendo com os níveis de proteína e ureídeos, considerando-se os diferentes tratamentos em um mesmo estádio de desenvolvimento. Com a alteração do estádio de desenvolvimento, especialmente com o início da fase reprodutiva, o metabolismo de nitrogênio foi profundamente alterado, observando-se inversão no sítio de redução de nitrato, alterações nas concentrações totais de ureídeos e aminoácidos e alterações profundas no metabolismo de aminoácidos, quando se relaciona com o estádio vegetativo. A atividade de nitrato redutase, em Canavalia ensiformes (L.) mostrou-se regulada pela concentração de glutamina presente nos tecidos, tendo se mostrado mais elevada nos tecidos onde os níveis de glutamina eram menores. A alteração no sítio de redução de nitrato em função da mudança no estádio de desenvolvimento foi acompanhada pelo aumento simultâneo na concentração de glutamina solúvel nos tecidos onde a atividade da enzima foi menor. Em função das mudanças no estádio de desenvolvimento, percebeu-se também uma redução no número de sítios de possível atividade da enzima asparaginase, o que foi inferido pela redução no número de tecidos onde a enzima esteve presente, sugerindo então um possível aumento no catabolismo desta amida por ação da enzima asparagina-aminotransferase. Para maior entendimento dos processos que levam às alterações no metabolismo de nitrato, asparagina e aminoácidos de uma forma geral, os mecanismos de síntese e utilização de aminoácidos devem ser analisados para melhor compreensão dos processos envolvidos, através da análise da atividade das principais enzimas envolvidas nestes processos, bem como de estudos da transcrição dos respectivos genes. / Nitrogen is the most limiting essential nutrient for plant growth. Some prokaryotic microorganisms have developed a biochemical mechanism, which allows the reduction of N2, which is abundantly present in the atmosphere, to ammonium that can be assimilated by the plants. Many of these microorganisms form symbiotic associations with other organisms. This is especially true for leguminous plants that form symbiotic associations with bacteria belonging to the Bradyrhizbium, Rhizobium, and Sinorhizobium groups. Bacterial nitrogen fixation from these interactions are extremely important for the global nitrogen balance and plays a major economically role in agriculture. On the other hand, when nitrate is available in the environment, leguminous plants interrupt the symbiotic fixation process to directly use of the nitrate, which is reduced to ammonium by the enzymes nitrate reductase (NR) and nitrite reductase (NiR), and is finally assimilated by the GS/GOGAST system. Although both will result in ammonium as the end-product, in tropical leguminous plants species, mainly those of the Phaseoleae tribe, when ammonium is produced by the symbiotic association the plant translocates mainly ureides via xylem, whereas the plant translocate mainly amides such as asparagine and glutamine, when the ammonium is produced by nitrate reduction. The objective of this study was to identify in Canavalia ensiformes (L.), metabolic alterations dependent upon the concentration of nitrate supplied to the plant. Specific attention was given to the quantity of nitrogen compounds from nitrogen metabolism and asparagine metabolism from the early stage of germination to the reproductive stage, with the identification of the main locations of metabolism for this amide. Amino acids metabolism was significantly altered when nitrate was supplied at different concentrations. Total soluble amino acids, total protein and ureide contents were not dramatically altered when considering the different treatments at the same developmental stage. However, nitrogen metabolism was shown to be drastically altered when different development stages were compared, particularly at the beginning of the reproductive stage, at which time a switch in the location of nitrate reduction, alterations in the total concentration of ureides and amino acids were observed, when compared to the vegetative stage. Nitrate reductase activity of Canavalia ensiformes was shown to be regulated by the concentration of glutamine present in the tissues, exhibiting higher activity in tissues containing lower concentrations of glutamine, which coincided with the shift of the site of nitrate reduction with the changing developmental stage. The understanding of the processes leading to the alterations in the metabolism of nitrate, asparagine, amino acids, and the mechanism related to the synthesis and utilization of amino acids requires further studies.

Made available in DSpace on 2011-03-23T21:19:16Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Item created via OAI harvest from source: http://www.bdtd.ufpa.br/tde_oai/oai2.php on 2011-03-23T21:19:16Z (GMT). Item's OAI Record identifier: oai:bdtd.ufpa.br:95 / In tropical regions, intensive banana (Musa accuminata) monocropping has severe agronomic and environmental impacts, and the sustainability of this production is actually highly compromised. Yield reductions are principally due to the decrease of soil fertility and root systems damages by sod fungus and nematodes. Several alternatives actually aim to improve sustainable banana cropping systems. Among them, the cultivation of banana in cover-cropping systems with legumes is a promising one. The development of such systems, however, mainly depends on me knowledge and control of how the mixed component crop competes and affects the production of the principal banana crop. The goal of this study is to estimate the functioning of the banana canavalia ensiformis cover-crop system in field conditions Canavalia is an annual legume that is supposed to have nematode control properties. In this study, however, we focus only on the capacity of banana to perform in such cropping systems, under competition for environmental resources. It is a prerequisite to the development of further investigations uppon bio-control mechanisms that could be managed in integrated protection systems. An analysis of the elaboration of yield components during the vegetative phase of the growing cycle of the banana crop was performed: it is during that phase that the potential yield (number of fruits and fruit filling) is determined, and it is assumed that legume competition can affect yield elaboration. Three treatments were carried out: (i) BPO : banana pure crop, (ii) BA0 simultaneous mixed banana-canavalia, (iii) BA60: -mixed banana-canavalia with banana planted 2 months after canavalia. Growth and development parameter were registered weekly by non destructive methods (leaf area, leaf phenology, stipe height and diameter for banana, and canopy extension for canavalia). Destructive sampling were carried out twice a month to determine above ground dry matter (DM) and mineral composition of banana in the different treatments. In addition to this agronomical evaluation, we developed a banana-intercropped modal adapted from the STICS model for validation and scenario analysis. The analysis of the vegetative cycle of banana over 7 months shows that the plantation date is crucial for the success of the intercrop. There was no significant difference between BP0 and BA0 for DM before flowering (4,5 t MS ha-1 for BP0 against 4,2 t MS ha-1 for BA0). The number of weddings is also significantly reduced for 8 to 3 between BP0 and BA0, respectively. Bananas performances are, however, more affected in BP60. Here, banana DM is reduced lo 2,7 t ha-1, that can be explicated by a higher adverse effect by the canavalia that was dominant at the plantation of banana -- 74 cm height against 29 cm for banana. The performed yield analysis may be considered as an efficient approach for the evaluation of the vegetative phase of the banana, growing sole or intercropped. The analysis of the reproductive phase is actually carried out and should complete this first diagnosis. Model validation under simulated vs. observed data was satisfying. Scenario studies of pure crop situations predicted yield values of 28 ha -1 against 20 t ha -1 (1) in situation with 400 kg nitrogen ha -1 and 133 mm irrigation, (ii) in situations without fertilizers and irrigation, respectively. A simulated yield of 16 t ha-1 was obtained in the case of intercrop without inputs. Test of contrasting scenarios may be used as a decision tool for the definition of adapted intercropping patterns - optimization of plant density and synchronization of the plantation dates of the two species, for instance -, and new agronomical standards may be studied. These investigations, however, must be carried on with the purpose of mean and long term effects evaluation of these cover-cropping systems in relation with the evolution of soil bio-physic-chemical properties - organic matter status and evolution, soil fauna transformation, weeding -, and sustainability. / Nas regiões de clima tropical, o monocultivo da banana vem causando conseqüências ambientais desastrosas e, muitas vezes, impedindo uma exploração continuada de uma mesma área. A redução do rendimento é devido principalmente as limitações físico-químicas do solo e a rápida degradação do sistema radicular, agravada pela ação de parasitas do solo (nematóides, fungos, etc.). Em virtude destas limitações, várias iniciativas vem sendo buscadas para a minimização das perdas agronômicas e ambientais, destacando-se o melhoramento e a modificação genética, e a associação deste cultivo com espécies leguminosas. Porém uma das grandes dificuldades de avaliarmos os novos sistemas de cultivo alternativos concentra-se na falta de referenciais agronômicos relacionados principalmente com o funcionamento de sistemas de cultivos associados, especialmente relacionados aos fatores e condições que interferem diretamente na definição do rendimento da espécie principal. O presente estudo testou , em campo experimental, o uso de plantas de serviço associada a bananeira e seus efeitos na produção de biomassa durante seu o ciclo vegetativo. Isto porque é durante esta fase que a bananeira constrói sua capacidade de reservas de fotoassimilados e, consequentemente, define o potencial de produção e enchimento dos frutos. Além do monocultivo, definiu-se mais duas parcelas associadas com o feijão-de- porco: 1) o plantio simultâneo das duas espécies e; 2) o plantio de feijão-de-porco e, após 2 meses, a introdução da banana. Além de acompanhamento semanal das parcelas, realizou-se, bimensalmente, coletas destrutivas de dados sobre produção de matéria seca, superfície foliar e análise nutricional das plantas. Após a análise agronômica da fase vegetativa, aplicou-se a modelização dos sistemas de cultivo estudados e comparou-se os possíveis cenários sobre o rendimento final da bananeira, além de outros indicadores sobre os fatores de crescimento das plantas. Após o acompanhamento dos 7 primeiros meses do ciclo vegetativo, concluiu-se que a data de estabelecimento da associação foi determinante para o sucesso do cultivo associado. Podemos destacar que a associação entre a bananeira e o feijão-de-porco não causou limitações na produção de biomassa (4,2 ton/ha), quando comparada com o monocultivo (4,5 ton/ha). A redução do número de capinas também foi um indicador animador deste sistema de cultivo alternativo. Por outro lado, quando a bananeira foi plantada 60 dias após a leguminosa, a mesma representou uma séria limitação na produção de biomassa (2,7 ton/ha). Esta limitação deveu-se ao estado de forte competição devido a agressividade com que o feijão-de-porco recobria toda a parcela e alcançando uma altura (74 cm) superior que a muda de banana (29 cm). Em relação a primeira parte da metodologia aplicada - o diagnóstico agronômico -, a mesma foi eficiente para a avaliação do ciclo vegetativo da associação estudada, ficando a necessidade da continuidade do acompanhamento do ciclo reprodutivo, para a confirmação dos resultados em termos de formação e produção de frutos. Na fase de modelização, chegou-se a uma leitura dos resultados próxima dos resultados obtidos no campo. Em termos de rendimento em frutos, o monocultivo com adubação (400 kg/ha de nitrogênio) e irrigação (133 mm) teve um aumento na ordem de 50% no rendimento final (28 ton/ha) Quando comparada com a parcela nas condições reais do experimento (19,6 ton/ha). Já o rendimento em frutos da associação, apresentou o mesmo resultado com e sem adubação e irrigação (16 ton/ha). No tocante a contrução dos cenários, confirmou-se novamente algumas das vantagens da associação, principalmente na redução da adubação nitrogenada aplicada nos sistemas convencionais de cultivo. Finalmente, podemos imaginar a construção de várias formas de testar e otimizar o uso destes sistemas associados (cenários). Porém, confirma-se que a construção de novos referenciais agronômicos sobre sistemas de cultivo mais complexos (os cultivos associados) torna-se ainda muito necessário para a realização de avaliações mais precisas sobre estas alternativas. E, com estes novos referenciais técnicos, podemos imaginar, a médio e longo prazo, alguns dos benefícios das leguminosas sobre as propriedades físico-químicas do solo cultivado (cobertura viva, adubo verde, redução de adventícias, etc) e sobre a manutenção do rendimento dos cultivos (adubação verde). / Dans les régions tropicales, la monoculture de la banane (Musa accuminata) a des impacts agro-environnementaux désastreux, et interdit une exploitation continue de la parcelle en culture. La réduction du rendement de la banane est principalement liée aux limitations physico-chimiques du sol et à la rapide dégradation du système racinaire sous l’action des parasites du sol (nématodes et champignons). Du fait de ces limitations, diverses alternatives sont aujourd’hui proposées pour minimiser les problèmes agronomiques et environnementaux, parmi lesquelles l’association de la culture de la banane avec des légumineuses constitue une voie intéressante. Une des grandes difficultés pour évaluer ces nouveaux systèmes de culture tient à l’absence de références agronomiques sur les systèmes de culture associés, notamment des facteurs et conditions de production pouvant affecter l’élaboration du rendement de l’espèce principale. Cette étude a pour objectif l’évaluation au champ de l’association de la banane avec une plante de service - Canavalia ensiformis – qui en plus d’être une légumineuse fixatrice d’azote, posséderait des propriétés némato-régulatrices. Avant de s’intéresser concrètement à ces propriétés, il importe de mieux comprendre l’aptitude du bananier à supporter la présence d’une plante associée. L’analyse des effets du canavalia sur la production de biomasse de la culture de banane a été suivie durant la phase végétative. C’est en effet durant cette phase que la banane élabore ses réserves en hydrates de carbone et que se définit le potentiel de production et de remplissage des fruits. Trois traitements ont été étudiés sous l’angle de l’élaboration des composantes du rendement de la banane : (i) BP0 : banane en culture pure, (ii) BA0 : banane associée au canavalia en plantation simultanée, (iii) BA60 : banane associée au canavalia en respectant un décalage de 2 mois entre la plantation du canavalia et la plantation de la banane. Un suivi hebdomadaire non destructif des paramètres de croissance et de développement des 2 espèces sur les 3 parcelles a été réalisé (surface foliaire, rythme de développement des feuilles, hauteur et diamètre du pseudo-tronc pour le bananier, extension du couvert du canavalia), et des prélèvements destructifs de biomasse de bananier ont été effectuées 2 fois par mois permettant l’analyse de la nutrition minérale des plantes. En parallèle à cette évaluation agronomique, une modélisation de la culture de la banane a été réalisée sur la base du modèle STICS, et différents scénarios de systèmes de cultures ont été étudiés. Le diagnostic portant sur les 7 premiers mois du cycle végétatif montre que la date de mise en place de l’association est déterminante pour le succès de la culture associée. L’association simultanée de la banane et de la légumineuse (BA0) ne provoque pas de réduction significative de la biomasse produite (4,5 t MS ha-1 pour BP0 contre 4,2 t MS ha-1 pour BA0). La réduction du nombre de sarclages pour BA0 est également très significative (8 sarclages en BP0 contre 3 en BA0). En revanche, dans le traitement BA60, la culture de banane subit une série de limitations. La production de biomasse est très affectée (2,7 t MS ha-1), et s’explique par une compétition plus forte exercée par le canavalia qui est beaucoup plus couvrant et qui atteint une hauteur de 74 cm, supérieure à celle de la banane en début de cycle (29 cm). L’analyse des composantes du rendement s’est révélée une méthode efficace pour évaluer la phase végétative de l’association étudiée ; l’analyse de la phase reproductive est en cours et devrait compléter cette première évaluation. La validation du modèle a été probante en permettant de simuler des résultats proches de ceux obtenus sur le terrain. Des études de scénarios ont permis des prédictions de rendement de 28 t ha-1 contre 20 t ha-1, pour le traitement en banane pure, conduit respectivement (i) avec une fertilisation de 400 kg d’azote ha-1 et une irrigation de 133 mm, (ii) sans apports d’engrais. Le rendement de l’association sans fertilisation et sans irrigation atteint 16 tonnes de fruits par hectare. La construction de différents scénarios peut donc être conduite dans la perspective de tester et d’optimiser les modalités d’association : optimisation des densités de plantation et du calage des cycles, par exemple. La construction de nouveaux référentiels agronomiques sur ces bases est donc possible. Ces travaux se doivent d’être poursuivis em vue d’évaluer les effets à moyen et long terme de ce type d’association sur l’évolution des propriétés bio-physico-chimiques du sol cultivé et de sa fertilité - évolution de la matière organique en relation avec les restitutions de la plante de service, évolution de la faune et de la flore du sol, contrôle des mauvaises herbes – , pour statuer sur la durabilité de ces systèmes de culture.

CNPq; Fundação Araucária / O conhecimento dos efeitos da aplicação do molibdênio em leguminosas sobre a disponibilidade do N, por meio da FBN, aumento da atividade enzimática e o efeito residual provocado no crescimento e produção das culturas possam contribuir para o maior entendimento científico dos processos envolvidos na adubação verde. O objetivo geral deste estudo foi avaliar o efeito da aplicação de Mo e do N proveniente dos adubos verdes Crotalaria juncea e Canavalia ensiformis no desempenho do feijoeiro. Foram conduzidos experimentos à campo, em sistema de sucessão de culturas (adubos verdes – feijoeiro), e avaliação da atividade da enzima nitrato redutase, em laboratório. Para a produção dos adubos verdes foi instalado o esquema fatorial 2 x 4, sendo duas espécies de adubação verde, crotalária-juncea (Crotalaria juncea) e feijão-de-porco (Canavalia ensiformis), e quatro doses de Mo (0, 40, 80 e 120 g ha-1), na forma de molibdato de sódio (Na2MoO4), aplicados via foliar, em delineamento de blocos ao acaso com quatro repetições. Para o cultivo em sucessão (feijoeiro) foi utilizado um tratamento adicional, feijoeiro cultivado sem qualquer adubação, seguindo o mesmo delineamento experimental do cultivo anterior. A decomposição da matéria seca e a mineralização do N dos adubos verdes foram monitorados por meio de coletas dos resíduos ao longo do tempo, utilizando-se o método de bolsas de decomposição. Em laboratório foram realizados os ensaios da atividade da nitrato redutase nos adubos verdes e no feijoeiro aos 90 e 66 dias após semeadura, respectivamente. A crotalária-juncea respondeu de forma linear positiva à aplicação de Mo quanto ao acúmulo de matéria seca e N. Enquanto o feijão-de-porco apresentou comportamento quadrático negativo para matéria seca e para o N não houve ajuste de modelos de regressão. O feijão-deporco apresentou maior taxa de decomposição e mineralização do N quando comparado com a crotalária-juncea. O tempo médio para decomposição de 50% da matéria seca depositada sobre o solo foi de 123 e 104 dias, para crotalária-juncea e feijão-de-porco, respectivamente e, 50% do N presente nos materiais foi mineralizado aos 93 e 85 dias. No feijoeiro, diferiram da testemunha para número de vagens a dose 40 g ha-1 de Mo em ambas as espécies de adubos verdes e na dose 80 g ha-1 de Mo em feijão-de-porco. Para número de grãos apenas em crotaláriajuncea na dose 40 g ha-1 de Mo diferiu da testemunha. A atividade da nitrato redutase teve influência do estágio de desenvolvimento das espécies de adubos verdes. No feijoeiro, a atividade da nitrato redutase foi até três vezes superior na dose 0 g ha-1 de Mo, quando comparada aos tratamentos com aplicação de Mo em ambas as espécies. Não houve efeito das doses de Mo ou espécies de adubo verde na produtividade do feijoeiro. / The knowledge of molybdenum application in legumes on the availability of N, by BNF, increased enzymatic activity and the residual effect caused on crops growth and yield can contribute to the greater scientific understanding involved in green manure processes. The aim of this study was to evaluate the Mo application and the N from Crotalaria juncea and Canavalia ensiformis green manures on common bean performance. Were conducted field experiments for the crops succession system (green manures - common bean) and laboratory essays for the enzymatic activities. Green manure production was installed in a factorial arrangement 2 x 4, with two green manure legumes species, sunnhemp (Crotalaria juncea) and jack beans (Canavalia ensiformis), and four Mo doses (0, 40, 80, 120 g ha-1) in the form of sodium molybdate (Na2MoO4), foliar applied, in a randomized block design with four replicates. For succession crop (common bean) additional treatment was added, beans grown without any fertilization, following the same experimental design from the previous crop. The dry matter decomposition and the N mineralization of green manure were monitored through collection of residues over time, by using the litter bags method. In laboratory were carried out tests of nitrate reductase activity in green manures and common beans at 90 and 66 days after sowing, respectively. The sunnhemp responded linearly positively to the application of Mo as the dry matter and N accumulation. While the jack beans presented a negative quadratic response for dry matter and there was no adjustment of regression models to N. The jack beans showed a higher decomposition rate and N mineralization compared to sunnhemp. The half lives for decomposing 50% of dry matter on the soil was 123 and 104 days to sunnhemp and jack beans, respectively, and 50% of N present in the residues was mineralized at 93 and 85 days. In common bean, differed from the control for number of pods the dose of 40 g ha-1 of Mo in both species of green manures and the dose 80 g ha-1 of Mo in jack beans. For number of grains only in sunnhemp on the dose of 40 g ha-1 of Mo differ from the control. The nitrate reductase activity was influenced by developmental stage of green manure species. In common bean, the activity of nitrate reductase was up to three times higher than the dose 0 g ha-1 of Mo compared to treatment with application of Mo in both species. There was no effect of Mo doses or species of green manure on common bean yield.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Introduction and objectives: Arbuscular mycorrhizal fungi and vermicompost may decrease the deleterious effects of copper on plants. The goal of the present study was to evaluate the effect of inoculation with the fungus Rhizophagus clarus and the addition of grape bagasse vermicompost on phytoremediation by Canavalia ensiformis of a sandy soil with high Cu concentration. Methods: Soil was contaminated with 100 mg Cu kg-1, fertilized with five levels of vermicompost, and cultivated with C. ensiformis with and without inoculation with Rhizophagus clarus. Availability of Cu and other nutrients in the soil and in the soil solution, shoot and root accumulation of Cu and other nutrients, plant growth, and Cu phytotoxicity using photochemical efficiency, concentration of photosynthetic pigments, and oxidative stress enzyme activities as indicators of Cu phytotoxicity were evaluated. Results: Phytostabilization showed better performance with the addition of the vermicompost level equivalent to 20 mg P kg-1 and in the presence of R. clarus. Phytoextraction was higher with the addition of the vermicompost level equivalent to 40 mg P kg-1 and without R. clarus inoculation. However, C. ensiformis was not a good phytoextractor. Conclusions: The system C. ensiformis vermicompost R. clarus exhibited potential for Cu phytostabilization in sandy soils. / Introdução e objetivos: Fungo micorrízico arbuscular e vermicomposto podem reduzir os efeitos deletéricos do cobre às plantas. O objetivo do trabalho foi avaliar o efeito da inoculação do fungo Rhizophagus clarus e da adição do vermicomposto de bagaço de uva na fitorremediação por Canavalia ensiformis de um solo arenoso com alto teor de Cu. Métodos: Solo foi contaminado com 100 mg Cu kg-1 e adubado com cinco doses de vermicomposto para o cultivo de C. ensiformis, com e sem a inoculação com Rhizophagus clarus. Foram avaliados a disponibilidade de Cu e outros nutrientes no solo e em solução, o acúmulo de Cu e dos outros nutrientes na parte aérea e nas raízes, o crescimento vegetal e a fitotoxicidade do Cu, através da eficiência fotoquímica, da concentração de pigmentos fotossintéticos e da atividade de enzimas do estresse oxidativo. Resultados: A fitoestabilização ocorre melhor na dose de vermicomposto equivalente a 20 mg P kg-1 e na presença do R. clarus. A fitoextração é maior na dose de vermicomposto equivalente a 40 mg P kg-1 e sem a inoculação do R. clarus, mas C. ensiformis não se apresenta como uma boa planta fitoextratora. Conclusões: O sistema C. ensiformis- vermicomposto- R.clarus tem potencial de aplicação na fitoestabilização de Cu em solos arenosos.