Resumo Devido ao aumento do número de ervas daninhas resistentes aos herbicidas, é necessário explorar o potencial alelopático das plantas como uma alternativa. A pesquisa foi conduzida com o objetivo de investigar os efeitos alelopáticos do pó foliar de Carica papaya e do extrato aquoso das sementes, bem como das sementes pré-germinadas de Avena fatua, Helianthus annuus, Rumex dentatus, Zea mays e Triticum aestivum em papel de filtro e solo no Laboratório do Programa de Manejo de Ervas Daninhas, Departamento de Plantas e Proteção Ambiental do Instituto PARC de Estudos Avançados em Agricultura, Centro Nacional de Pesquisa Agrícola, Islamabad, Paquistão. A porcentagem de germinação (%), o comprimento radicular e o comprimento da plúmula (cm) foram os parâmetros observados para o 'Bioensaio de Pó de Folha de Planta' e o 'Método de Extração Aquoso'. A maior inibição do crescimento foi observada em mudas de A. fatua no método de papel de filtro. O comprimento radicular de A. fatua foi reduzido com os extratos aquosos de C. papaya (80%) e pó de folhas (89%). O comprimento das plúmulas foi reduzido sob a influência do extrato aquoso (57-73%) e material em pó (59-77%). Os efeitos inibitórios em outras espécies-teste foram na sequência de H. annuus seguido por Z. mays e R. dentatus. O extrato aquoso apresentou efeito não significativo na germinação das sementes de trigo, nos crescimentos radiculares e das plúmulas. Sugere-se que o extrato aquoso de C. papaya pode ser utilizado como fonte de manejo de plantas daninhas na cultura do trigo.

Abstract Due to increased number of herbicide resistant weeds, it is needed to explore the allelopathic potential of plants as an alternative. The research was conducted to investigate allelopathic effects of Carica papaya L. leaf powder and aqueous extract on seeds as well as pre-germinated seeds of Avena fatua L., Helianthus annuus L., Rumex dentatus L., Zea mays L. and Triticum aestivum L. on filter paper and soil in Weed Management Program Laboratory, Department of Plant and Environmental Protection at PARC Institute of Advanced Studies in Agriculture, National Agriculture Research Centre, Islamabad, Pakistan. Germination percentage (%), radicle length (cm) and plumule length (cm) were parameters observed for ‘Plant leaf powder bioassay’ and ‘Aqueous extract method’. Most significant growth inhibition was observed in A. fatua seedlings in filter paper method. A. fatua radicle length was reduced by C. papaya aqueous extract (80%) and leaf powder (89%) bioassays. Plumule length was reduced under the influence of aqueous extract (57-73%) and powdered material (59-77%). The inhibitory effects on other test species were in sequence of H. annuus followed by Z. mays and R. dentatus. The aqueous extract showed non-significant effect on wheat seed germination, radicle and plumule growth. It is suggested that C. papaya aqueous extract can be used as source of weed management in wheat crop.

RESUMO: Foi realizada uma avaliação do potencial antifúngico da parte aérea da gramínea alelopática Cenchrus pennisetiformis (Hochst. & Steud.) Wipff. contra Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici Snyder & Hansen, um patógeno fúngico que causa a doença de murcha no tomate (Solanum lycopersicum L.). Diferentes concentrações (1% a 6%) do extrato metanólico da folha, do caule e da inflorescência da gramínea reduziram significativamente a biomassa fúngica em 40-88%, 13-89% e 26-76%, respectivamente. O extrato metanólico (folha + caule) foi fracionado, utilizando-se quatro solventes orgânicos: n-hexano, clorofórmio, acetato de etila e n-butanol. Todas as subfrações de extrato metanólico da parte aérea apresentaram significativo potencial antifúngico em graus variáveis. Concentrações diferentes (1,56-200 mg mL-1) da subfração do acetato de etila exibiram a melhor atividade antifúngica, com supressão de 49-100% na biomassa fúngica. A análise CG-EM da subfração do acetato de etila revelou a presença de 10 compostos. O principal composto (30,99%) foi o fenol, 2,4-bis{1,1-dimetiletil}, seguido de ácido hexadecanoico, éster etílico (21,72%), 2,3-di-hidrobenzofurano (10,65%), 1-propanol-2-2-hidroxipropil (10,60%) e 1-eicoseno (8,32%).

ABSTRACT: Antifungal potential of aerial parts of an allelopathic grass Cenchrus pennisetiformis (Hochst. & Steud.) Wipff. was evaluated against Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici Snyder & Hansen, a fungal pathogen causing wilt disease in tomato (Solanum lycopersicum L.). Different concentrations (1% to 6%) of methanolic leaf, stem and inflorescence extract of the grass significantly reduced fungal biomass by 40-88%, 13-89%, and 26-76%, respectively. Methanolic shoot (leaf + stem) extract was fractionated using four organic solvents viz. n-hexane, chloroform, ethyl acetate and n-butanol. All the sub-fractions of methanolic shoot extract showed remarkable antifungal potential to variable extents. Different concentrations (1.56-200 mg mL-1) of ethyl acetate sub-fraction exhibited the best antifungal activity resulting in 49-100% suppression in the fungal biomass. GC-MS analysis of ethyl acetate sub-fraction showed the presence of 10 compounds. Phenol, 2,4-bis{1,1-dimethlethyl}- was the major compound (30.99%) followed by hexadecanoic acid, ethyl-ester (21.72%), benzofuran 2,3-dihydro (10.65%), 1-propanol-2-2-hydroxypropxy (10.60%) and 1-eicosene (8.32%).

RESUMO O presente estudo foi conduzido para avaliar o potencial antifúngico da grama alelopática Cenchrus pennisetiformis Hochst. & Steud. contra o fungo patógeno de plantas Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici (causador da doença murcha-de-fusário) sob estresse de cromo. Experimentos laboratoriais foram realizados em tubos de ensaio de vidro com volume de 10 mL, cada um contendo 1,0 mL de extrato de caldo de malte em sete concentrações (50, 100, 150, 200, 250, 300 e 350 ppm), para cada Cr(III) e Cr(VI), e duas concentrações de extrato de folha, caule ou raiz metanólica (5% e 6%) de C. pennisetiformis. Um meio alterado de metal + extrato de grama foi inoculado com o patógeno e incubado por sete dias em uma temperatura de 25 ºC. Concentrações diferentes de Cr(III) e CR(VI) demonstraram resultados igualmente inibitórios em reduções de 1084% e 18-89% na biomassa do fungo, respectivamente, em relação ao controle. Extratos metanólicos de folha, caule e raiz de grama reduziram a biomassa do fungo em 12-25%, 14-23% e 46-50%, respectivamente, quando comparados ao controle. Em aplicações combinadas de extratos metanólicos de partes diferentes de C. pennisetiformis e soluções metais, extratos de raiz combinados tanto com Cr(III) quanto com Cr(VI) mostraram os maiores potenciais inibitórios contra o fungo, seguidos pelos extratos de folha e caule. Na combinação com extratos metanólicos de raiz, folha e caule, concentrações diferentes de Cr(III) e Cr(VI) reduziram significativamente a biomassa do fungo em 59-99%, 14-99% e 9-95%, respectivamente, comparando-se ao controle. Esses estudos não foram realizados anteriormente. Os resultados desta pesquisa sugerem que F. oxysporum f. sp. lycopersici, causador da murcha-do-fusário em tomates, pode ser manejado pela aplicação de extratos (ou, alternativamente, biomassa) de C. pennisetiformis em solos contaminados com cromo.

ABSTRACT The present study was conducted to assess antifungal potential of the allelopathic grass Cenchrus pennisetiformis Hochst. & Steud. against the fungal plant pathogen Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici (cause of tomato wilt disease) under chromium stress. Laboratory experiments were performed in 10 mL volume glass test tubes each containing 1.0 mL of malt extract broth with seven concentrations (0, 50, 100, 150, 200, 250, 300 and 350 ppm) of each of Cr(III) and Cr(VI), and two concentrations (5% and 6%) of methanolic leaf, stem or root extract of C. pennisetiformis. A metal + weed extract amended medium was inoculated with the pathogen and incubated for 7 days at 25 C. Different concentrations of Cr(III) and Cr(VI) proved equally inhibitory resulting in 10-84% and 18-89% reduction in fungal biomass, respectively. Methanolic leaf, stem and root extracts of the weed reduced fungal biomass by 12-25%, 14-23% and 46-50%, respectively, over negative control. In combined application of methanolic extracts of different parts of C. pennisetiformis and metal solutions, root extract in combination with either Cr(III) or Cr(VI) showed the highest inhibitory potential against the fungus followed by leaf and stem extracts. In combination with methanolic root, leaf and stem extracts, different concentrations of Cr(III) and Cr(VI) significantly reduced fungal biomass by 54-99%, 14-99% and 9-95%, respectively, over negative control. Such studies have not been carried out previously. Results of the present investigation suggest that F. oxysporum oxysporum f. sp. lycopersici, the cause of Fusarium wilt disease in tomato, can be managed by application of extracts (or alternatively biomass) of C. pennisetiformis in chromium contaminated soils.