RESUMO: É importante conhecer os efeitos fitotóxicos de resíduos alelopáticos de culturas para gerenciar sua utilização como fonte de corretivos orgânicos a fim de melhorar a fertilidade do solo. Na presente pesquisa, através de estudos com vasos e em campo com duração de 2 anos, examinamos o efeito integrado de tratamentos com resíduos alelopáticos e fertilizantes NPK, incluindo T0 (controle), T1 (200-150-100 kg NPK ha-1), T2 (100-75-50 kg NPK ha-1 + palha de feijão-mungo 4 t ha-1), T3 (100-75-50 kg NPK ha-1 + palha de arroz 4 t ha-1), T4 (palha de feijão-mungo 8 t ha-1) and T5 (palha de arroz 8 t ha-1) sob diferentes regimes de irrigação sobre a fertilidade do solo e a cultura do trigo. A aplicação isolada de resíduos de feijão-mungo e palha de arroz causou inibição significativa de várias características de germinação e de crescimento do trigo. Em contrapartida, ocorreu inibição mínima quando as palhas com potencial alelopático foram integradas com fertilizante NPK, tanto em condições de laboratório quanto de campo, especialmente com menos de 14 dias de ciclos úmido/seco alternados. Entre os tratamentos com fertilizante, o resíduo de feijão-mungo causou maior aumento do carbono orgânico no solo, do azoto disponível e do fósforo disponível, enquanto que o aumento percentual máximo de potássio disponível foi observado com T1 (200-150-100 kg NPK ha-1). Foi observado aumento máximo na produção de grãos (30% e 33%) com T2 (100-75-50 kg NPK ha-1 + palha de feijão mungo 4 t ha-1) durante os períodos de 2014-15 e 2015-16, respectivamente. A integração de resíduos alelopáticos com fertilizantes inorgânicos e os ciclos úmido/seco alternados pode ajudar a reduzir a possível fitotoxicidade de resíduos alelopáticos para a produção de trigo sustentável.

ABSTRACT: Phytotoxic effects of allelopathic crop residues are important to trickle for their use as a source of organic amendments to improve soil fertility. In present study, through pots and two year field studies, we examined the integrated effect of allelopathic residues and NPK fertilizer treatments including T0 (control), T1 (200-150-100 kg NPK ha 1), T2 (100-75-50 kg NPK ha-1 + mung bean straw 4 t ha-1), T3 (100-75-50 kg NPK ha-1 + rice straw 4 t ha-1), T4 (mung bean straw 8 t ha-1) and T5 (rice straw 8 t ha-1) under different water regimes on soil fertility and wheat crop. Solo application of mung bean residue and rice straw caused significant inhibition of various germination and growth traits of wheat while minimal inhibition occurred when allelopathic straws were integrated with NPK fertilizer both under laboratory and field conditions, especially under 14 days of alternate wet/dry cycles. Among fertilizer treatments, mung bean residue caused a greater increase in soil organic carbon, available nitrogen and available phosphorus, while there was maximum percent increase in available potassium with T1 (200-150-100 kg NPK ha-1). Maximum increase in grain yield (30% and 33%) was achieved with T2 (100-75-50 kg NPK ha-1 + mung bean straw 4 t ha-1) during 2014-15 and 2015-16, respectively. Integration of allelopathic crop residues with inorganic fertilizers and alternate wet/dry cycles can help to reduce the possible phytotoxic effect of allelopathic residues for sustainable wheat production.

RESUMO: O uso contínuo e excessivo de herbicidas para controle de vários biótipos de plantas daninhas tem causado graves ameaças ao solo e à saúde humana. No entanto, a estratégia de utilizar resíduos culturais e extratos aquosos de efeito alelopático para o controle de plantas daninhas parece ser uma opção sustentável e benéfica para reduzir a dependência do uso de herbicidas sintéticos. Além de controlar plantas daninhas, os resíduos culturais de efeito alelopático exerceram efeito positivo na saúde do solo. Um estudo de campo com duração de dois anos foi realizado para examinar o impacto dos resíduos de girassol nas propriedades do solo, na dinâmica das plantas daninhas e na produtividade do feijão-mungo. O estudo foi composto por cinco tratamentos: controle, extratos aquosos de girassol a 10 e 20 L ha-1 e incorporação de resíduos de girassol a 4 e 6 t ha-1. Os resultados indicaram que a aplicação de extratos de água de girassol reduziu a densidade de plantas daninhas em 5-26% e o peso seco delas em 9-31%, enquanto a incorporação de resíduos de girassol causou redução de 44-57% na densidade de plantas daninhas e redução de 58-70% no peso seco dessas plantas, em comparação com o controle. Na colheita de feijão-mungo, o nitrogênio e a matéria orgânica totais no solo aumentaram 86% e 74%, respectivamente, com a incorporação de resíduos de girassol a 6 t ha-1, em relação ao controle. No caso de enzimas do solo, a fosfatase alcalina e a desidrogenase foram registradas a 186 mg NP g-1 solo h-1 e 38 mg TPF g-1 solo h-1, respectivamente, quando o resíduo de girassol foi incorporado a 6 ton ha-1. Em conclusão, a incorporação de resíduos de girassol a 6 t ha-1 causou a melhoria da saúde do solo e a supressão das plantas daninhas, e obteve melhor rendimento de sementes (36%) e rentabilidade ($ 339 ha-1) de feijão-mungo plantado na primavera.

ABSTRACT: Continuous and excessive use of herbicides to control various weed biotypes is posing severe threats to soil and human health. Nevertheless, the strategy of using allelopathic crop residues and water extracts for weed control seems to be a sustainable and friendly option to reduce dependence on synthetic herbicides. In addition to controlling weeds, residues of allelopathic crops positively affected soil health. A two-year field study was carried out to examine the impact of sunflower residues on soil properties, weed dynamics and productivity of mung bean. The study was comprised of five treatments viz., control, sunflower water extracts at 10 and 20 L ha-1, and sunflower residues incorporation at 4 and 6 ton ha-1. Results indicated that application of sunflower water extracts reduced weed density by 5-26% and weed dry weight by 9-31%, while sunflower residue incorporation caused 44-57% reduction in weed density and 58-70% reduction in weed dry weight compared with the control. At mung bean harvest, total nitrogen and organic matter in soil were increased by 86% and 74%, respectively, with the incorporation of sunflower residues at 6 ton ha-1 as compared with the control. In case of soil enzymes, alkaline phosphatase and dehydrogenase were recorded at 186 mg NP g-1 soil h-1 and 38 mg TPF g-1 soil h-1, respectively, when sunflower residue was incorporated at 6 ton ha-1. In conclusion, sunflower residue incorporation at 6 ton ha-1 improved soil health, suppressed weeds and resulted in better seed yield (36%) and profitability (339 $ ha-1) of spring-planted mung bean.

RESUMO: Um experimento de campo foi conduzido com o objetivo de avaliar o status de um banco de sementes de plantas daninhas de solo sob cultivo de milho. Ele foi realizado por amostragem de solo com um trado em diferentes profundidades, que variaram entre 0 5, 5-10, 10-15, 15-20 e 20-25 cm. O banco de sementes de plantas daninhas foi monitorado com o uso de cultivador, enxada rotativa, arado de aiveca (AA) e arado escarificador em parcelas lavradas sob Atrazina 330 EC a 1,00 kg i.a. ha-1 aos 20 DAS, com capina manual aos 20 e 40 DAS e com ausência de capina. Foram identificadas 16 espécies de plantas daninhas nas amostras de solo, das quais quatro contribuíram com cerca de 72% do total do banco de sementes. O sistema de preparo foi fator mais importante na determinação da densidade de sementes de plantas daninhas do que as práticas de manejo. O padrão de movimento das sementes de plantas daninhas, em todos os tratamentos de preparo de solo, difere significativamente em relação às três práticas de manejo dessas plantas na amostra de solo na camada de 0-5 cm. Bredo (28%) e capituva (20%) apresentaram alta abundância relativa. Em ambos os anos, houve mudança significativa no banco de sementes de plantas daninhas na camada superficial do solo (0 5 cm), uma vez que as sementes germinadas a partir desta camada foram removidas manualmente ou mortas com produtos químicos ou não controladas. Somente o arado escarificador atingiu o núcleo do solo abaixo de 20 cm e causou pequena redução na densidade das sementes da planta daninha. O arado de aiveca enterrou efetivamente as sementes de plantas daninhas abaixo dos 10 cm, porém não além dos 20 cm, enquanto a capina manual reduziu o banco de sementes dessas plantas, eliminando-as na fase de plântulas.

ABSTRACT: A field trial was conducted with the aim of assessing weed seed bank status of soil under maize cultivation. It was worked out by sampling from soil corer at different depths ranging from 0-5, 5-10, 10-15, 15-20 and 20-25 cm. Weed seed bank was monitored with a cultivator, a rotavator, a mouldboard plough (MB) and a chisel plough in tilled plots under Atrazine 330 EC at 1.00 kg a.i. ha-1 at 20 DAS, hand weeding at 20 and 40 DAS and no weeding. Sixteen weed species were identified in soil samples, four species contributing about 72% of the total weed seed bank. Tillage system was more important determinant of weed seed density than the weed management practices. Movement pattern of weed seeds by all tillage treatments differ significantly over three weeding management practices at 0-5 cm soil core. Horse purslane (28%) and jungle rice (20%) were with high relative abundance. In both years, change in weed seed bank in upper 0-5 cm soil was significant as seeds germinating from this layer were either removed by hand or killed with chemical or left unchecked. Only chisel plough tapped the soil core below 20 cm and caused a small reduction in weed seed density. Mouldbold plough effectively buried weed seeds below 10 cm but not beyond 20 cm and hand hoeing reduced weed seed bank by killing weeds at seedling stage.

RESUMO A alelopatia das colheitas é uma ferramenta potencial para o manejo de plantas daninhas, porém o potencial alelopático varia frequentemente entre cultivares e estágios de desenvolvimento da cultura. Foram realizados bioensaios para avaliar o potencial alelopático de forragem (incorporada em solo de 8 g kg-1) de diferentes cultivares de trigo hexaploide (Triticum aestivum) (Millat-2011, AARI-2011, Lasani-2008 e Faisalabad2008) coletados em diferentes estágios de crescimento das culturas [perfilhamento (Z-30), antese (Z-60) e maturidade (Z-90)] contra a planta lambsquarter (Chenopodium album). O tempo médio de emergência despendido pela lambsquarter foi prolongado pelo controle por antese e estágio de maturidade da forragem de todos os cultivares de trigo. A porcentagem de emergência final foi reduzida em 3-17% em resposta a diferentes estágios de desenvolvimento da forragem coletada. A supressão máxima no comprimento da parte aérea (45 e 78%) e das raízes (60 e 90%) e a biomassa seca das plântulas (65 e 96%) de lambsquarter, em relação ao controle, foram registradas no âmbito da alteração da antese e do estágio de maturidade da forragem de cultivares de trigo. O conteúdo total de clorofila diminuiu em resposta à forragem coletada em antese e estágio de maturidade de todos os cultivares de trigo, em comparação ao controle. O conteúdo fenólico, por outro lado, foi aumentado. As atividades de antioxidantes enzimáticos também variaram entre todos os cultivares de trigo e diminuíram pela incorporação de perfilhamento, antese e estágio de maturidade da forragem. A forragem de trigo induziu peroxidação lipídica em mudas de lambsquarter, e maior teor de malondialdeído (0,56 e 0,77 nmol g-1 FW) foi observado pela incorporação de forragens de cultivares de trigo coletadas em antese e no estágio de maturidade, respectivamente. A antese e o estágio de maturidade de forragem dos cultivares de trigo Millat-2011, AARI-2011 e Lasani-2008 foram mais fitotóxicos do que os de Faisalabad-2008. Além disso, a forragem do estágio de perfilhamento de todos os cultivares de trigo teve menos potencial inibidor contra emergência, crescimento de plântulas e atributos bioquímicos de lambsquarter. A alteração da forragem de trigo aumentou os teores de pH do solo, de compostos fenólicos, de carbono orgânico e de nitrogênio, em relação ao controle.

ABSTRACT Crop allelopathy is a potential tool for weed management but allelopathic potential often varies among cultivars and developmental stages of crop. Bioassays were conducted to appraise the allelopathic potential of herbage (incorporated at 8 g kg-1 soil) of different hexaploid wheat (Triticum aestivum) cultivars (Millat-2011, AARI-2011, Lasani-2008 and Faisalabad-2008) collected at different crop growth stages [tillering (Z-30), anthesis (Z-60) and maturity (Z-90)] against lambsquarter (Chenopodium album). Mean emergence time taken by lambsquarter was prolonged over control by anthesis and maturity stage herbage of all wheat cultivars. Final emergence percentage was dropped by 3-17% in response to different growth stages of herbage collection. Maximum suppression in shoot (45 and 78%) and root (60 and 90%) length, and seedling dry biomass (65 and 96%) of lambsquarter over control was recorded under the amendment of anthesis and maturity stages herbage of wheat cultivars. Total chlorophyll contents declined in response to herbage collected at anthesis and maturity stage of all wheat cultivars over control. Phenolic contents on the other hand were increased. Activities of enzymatic antioxidants also varied among all wheat cultivars, and declined by the incorporation of tillering, anthesis and maturity stage herbage. Wheat herbage induced lipid peroxidation in lambsquarter seedling and higher malondialdehyde content (0.56 and 0.77 nmol g-1 FW) was observed by the incorporation of wheat cultivars herbage collected at anthesis and maturity stage, respectively. Anthesis and maturity stage herbage of wheat cultivars Millat-2011, AARI-2011 and Lasani-2008 was more phytotoxic than Faisalabad-2008. Moreover, tillering stage herbage of all wheat cultivars had less inhibitory potential against emergence, seedling growth and biochemical attributes of lambsquarter. Wheat herbage amendment increased the soil pH, phenolic, organic carbon and nitrogen contents as compared to control.

Foi realizado um estudo laboratorial para investigar o efeito alelopático de extratos aquosos de partes de plantas de Alternanthera philoxeroides e A. sessilis e dos resíduos incorporados ao solo na germinação e no crescimento de plântulas de arroz (Oryza sativa). Os extratos aquosos preparados a partir de diferentes partes das plantas das duas espécies de Alternanthera retardaram a germinação do arroz. Alternanthera philoxeroides e A. sessilis inibiram a germinação de arroz em 9-100 % e 4-49 %, respectivamente. A germinação de sementes de arroz foi reduzida com o aumento da concentração de extratos aquosos de folhas de ambas as espécies de plantas daninhas. O crescimento inicial de plântulas (comprimento da raíz e da parte aérea) e o índice de vigor sofreram uma redução significativa pelo extrato aquoso a 5% em comparação com o controle de água tratada destilada. Os comprimentos de germinação, raiz e parte aérea, a massa seca da raiz e da parte aérea, e o índice de vigor de plântulas de arroz foram drasticamente reduzidos em 3 e 4% em solo infestado por resíduos em comparação com solo livre de resíduos. O efeito inibitório de A. philoxeroides em termos de germinação e crescimento das plântulas de arroz foi maior do que o efeito de A. sessilis. O extrato aquoso a 5% e o solo infestado de resíduos de A. philoxeroides a 4% causaram a falha completa da germinação das sementes de arroz. Alternanthera philoxeroides continha compostos fenólicos solúveis em água, ou seja, ácido 4-hidroxi-3-metoxi-benzoico (16,19 mg L-1) e ácido m cumárico (1,48 mg L-1), enquanto que Alternanthera sessilis continha uma grande quantidade de ácido clorogênico (17,85 mg L-1), ácido gálico (11,03 mg L-1) e ácido vanílico (9,88 mg L-1). O estudo indica que o potencial alelopático de espécies de Alternanthera pode desempenhar um papel importante no aumento da capacidade de invasão dessas espécies, as quais podem suprimir as plantas de arroz nas imediações.

A laboratory study was conducted to investigate the allelopathic effect of aqueous extracts of plant parts of Alternanthera philoxeroides and A. sessilis and soil incorporated residues on germination and seedling growth of rice (Oryza sativa). Aqueous extracts prepared from different plant parts of Alternanthera species delayed rice germination. Alternanthera philoxeroides and A. sessilis inhibited rice germination by 9-100% and 4-49%, respectively. Germination of rice seeds was reduced with increasing concentration of aqueous leaf extracts of both weed species. Early seedling growth (root and shoot lengths) and seedling vigor index were significantly reduced by 5% aqueous leaf extract compared with distilled water treated control. Germination, root and shoot lengths, root and shoot dry weights and seedling vigor index of rice were drastically reduced by 3 and 4% in residue infested soil compared with residue free soil. The inhibitory effect of A. philoxeroides in terms of germination and seedling growth of rice was greater than that of A. sessilis. Five percent aqueous leaf extract and 4% residue infested soil of A. philoxeroides caused complete failure of rice seed germination. Alternanthera philoxeroides contained water soluble phenolics, namely 4 hydroxy-3-methoxy benzoic acid (16.19 mg L-1) and m-coumaric acid (1.48 mg L-1), whereas Alternanthera sessilis was rich in chlorogenic acid (17.85 mg L-1), gallic acid (11.03 mg L-1) and vanillic acid (9.88 mg L-1). The study indicates that the allelopathic potential of Alternanthera species may play an important role in enhancing the invasiveness of these species and may suppress rice plants in the vicinity.