RESUMO: O uso de agroquímicos resulta em impactos ambientais e torna-se necessário o emprego de tecnologias sustentáveis para diminuição de contaminantes no solo. O hexazinona é o herbicida mais utilizado para a cultura da cana-de-açúcar, e apresenta persistência no ambiente. A principal via de degradação no solo é por meio de microrganismos. Com isso, selecionou-se seis microrganismos que apresentaram crescimento na presença do herbicida: SCR1 - Microbacterium arborescens; SCR2 - Bacillus pumilus; SCM3 - Stenotrophomonas maltophilia; SCM4 - Bacillus cereus; SCM5A - M. arborescens; SCM5B - Bacillus safensis. Foi realizado um teste para avaliar a habilidade de cada linhagem na solubilização de fosfatos, e no caso da solubilização de Ca3(PO4)2, as linhagens que apresentaram melhores resultados foram B. pumilus e S. maltophilia. Posteriormente, os inoculantes foram preparados e a concentração após plaqueamento de 2,71x109 UFC mL-1 para B. pumilus, 1,02x109 UFC mL-1 para S. maltophilia e consórcio com as duas linhagens 1,14x1010 UFC mL-1 apresentaram valores satisfatórios para utilização como inoculantes.

ABSTRACT: The excessive use of agrochemicals negatively impacts the environment, making the development of sustainable technologies for the reduction of contaminants in soil necessary. Hexazinone is the herbicide most used for sugarcane crops and persists in the environment. Moreover, its main route of degradation in the soil is through microorganisms. Therefore, six microorganisms were selected that presented growth in the presence of the herbicide; SCR1 - Microbacterium arborescens; SCR2 - Bacillus pumilus; SCM3 - Stenotrophomonas maltophilia; SCM4 - Bacillus cereus; SCM5A - M. arborescens; and SCM5B - B. safensis. A test was performed to evaluate the ability of each lineage in phosphate solubilization. For the Ca3(PO4)2 solubilization test, the strains that showed the best results were B. pumilus and S. maltophilia. Subsequently, the inoculants were prepared and the concentrations after plating were 2.71 × 109 CFU mL-1 for B. pumilus, 1.02 × 109 CFU mL-1 for S. maltophilia, and 1.14 × 1010 CFU mL-1 for a combination of the two strains. These were satisfactory values for use as inoculants.

Resumo A adubação nitrogenada em cobertura é imprescindível para a produção de forragem, mas o elevado custo dos fertilizantes estimula a busca por novas tecnologias, como o uso de bactérias diazotróficas, que podem fixar o nitrogênio atmosférico. Para avaliar o potencial dessa tecnologia em suprir a quantidade de nitrogênio requerida pelo capim-xaraés em cobertura, as plantas foram adubadas em plantio com dose equivalente a 100 kg ha-1 de N e inoculadas com estirpes de bactérias diazotróficas e Azospirillum brasilense, e comparadas com plantas que receberam 100 kg ha-1 de N em plantio e em cobertura, durante dois períodos de crescimento da parte aérea (58 dias no primeiro período e 26 dias no segundo período), em vasos de 20 dm3. Os dados foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste Scott-Knott a 5% de significância. A área foliar do capim-xaraés inoculado com a estirpe UN42 foi semelhante a das plantas que receberam adubação nitrogenada em cobertura. Todavia, a produção de massa do capim foi maior quando houve adubação nitrogenada em cobertura. A inoculação das plantas com Azospirillum brasilense e as estirpes UN16, UN17, UN21, UN33, UN49 e UN78 aumentou os teores de proteína bruta do capim-xaraés em relação à adubação nitrogenada em plantio sem inoculação. Porém, a inoculação do capim com as bactérias diazotróficas não substitui totalmente a adubação nitrogenada em cobertura.

Abstract: Nitrogen topdressing is essential for forage production, but the high cost of fertilizers stimulates the search for new technologies, such as the use of diazotrophic bacteria, which can fix the atmospheric nitrogen. To evaluate the potential of this technology in providing the amount of nitrogen requested by xaraés grass as topdressing, plants were fertilized at planting with an N rate of 100 kg ha-1, inoculated with strains of diazotrophic bacteria and Azospirillum brasilense, and compared with plants that received 100 kg ha-1 of N at planting and as topdressing during two periods of shoot growth (58 days in the first period and 26 days in the second period) in 20-dm3 pots. The data were subjected to analysis of variance and means compared by the Scott-Knott test at 5% significance. The leaf area of xaraés grass inoculated with strain UN42 was similar to that of plants that received nitrogen topdressing. However, grass biomass production was higher when nitrogen topdressing was applied. Plant inoculation with Azospirillum brasilense and strains UN16, UN17, UN21, UN33, UN49, and UN78 increased crude protein contents of xaraés grass when compared to nitrogen fertilization at planting without inoculation. However, grass inoculation with diazotrophic bacteria does not replace nitrogen topdressing completely.

RESUMO: O aumento da concentração de metais pesados no ambiente provoca muitos problemas sócioambientais, de forma que a fitorremediação é uma ferramenta para diminuir o impacto ambiental causado por metais pesados, com perspectivas para o uso de gramíneas forrageiras. Esse grupo de plantas apresenta características desejáveis para o processo de descontaminação do ambiente, mas é necessária a realização de mais estudos acerca dos danos causados por metais pesados na absorção de micronutrientes catiônicos e no sistema antioxidante, que são processos fundamentais para o crescimento de plantas em locais contaminados. A exposição das gramíneas forrageiras aos metais pesados diminui a concentração de Mn na parte aérea de quase todas as plantas, mas as concentrações de Cu, Fe e Zn variam em função do metal pesado e da gramínea. As atividades das enzimas superóxido dismutase (SOD), ascorbato peroxidase (APX), catalase (CAT) e guaiacol peroxidase (GPX) quase sempre aumentam para diminuir o estresse oxidativo induzido pelos metais pesados, mas, quando a concentração do metal é alta, a atividade enzimática diminui. A escala de toxicidade dos metais pesados para as gramíneas forrageiras pode ser descrita como: Pb ≈ Cr > Cd ≈ As > Zn ≈ Cu ≈ Ni > Mn.

ABSTRACT: An increase in the content of heavy metals in the environment causes many socio-environmental problems, and phytoremediation is a tool to reduce the environmental impact caused by these elements, with prospects for the use of forage grasses. This group of plants features characteristics for the environment-decontamination process, but further studies are necessary about the damages caused by heavy metals on the uptake of cationic micronutrients and on the antioxidant system, which are essential processes for the growth of plants in contaminated sites. Exposure of forage grasses to heavy metals results in a lower content of Mn in the shoots of almost all plants, but the contents of Cu, Fe, and Zn vary according to heavy metal and forage grass. Activities of enzymes superoxide dismutase (SOD), ascorbate peroxidase (APX), catalase (CAT), and guaiacol peroxidase (GPX) usually increase to reduce the oxidative stress induced by heavy metals, but when the content of any of these metals is high, enzymatic activity is decreased. Scale of toxicity of heavy metals to forage grasses can be described as: Pb ≈ Cr > Cd ≈ As > Zn ≈ Cu ≈ Ni > Mn.

A peroxidação lipídica e alongamento de raiz de Eucalyptus grandis × Eucalyptus camaldulensis foram estudados em resposta às condições de estresse com alumínio (Al), um metal conhecido por limitar a produtividade agrícola em solos ácidos, principalmente devido à redução do crescimento radicular. No Brasil, o híbrido Grancam 1277 (E. grandis × E. camaldulensis) tem sido plantado na região do "Cerrado", local com grande ocorrência de solos ácidos. O presente estudo mostra que o híbrido teve redução de crescimento das raízes e aumento dos níveis de peroxidação lipídica, após 24h de tratamento com 100 µM de Al. No entanto, um possível processo de tolerância começou após este período, uma vez que foram observadas redução na peroxidação lipídica e recuperação de alongamento da raiz após 48h de exposição Al. A compreensão da dinâmica temporal de tolerância ao Al pode ser útil principalmente para selecionar genótipos mais tolerantes e também para identificar genes de interesse para aplicação em bioengenharia.

Lipid peroxidation and root elongation of Eucalyptus grandis × Eucalyptus camaldulensis were studied under stress conditions in response to aluminum (Al), a metal known to limit agricultural productivity in acidic soils primarily due to reduced root elongation. In Brazil, the Grancam 1277 hybrid (E. grandis × E. camaldulensis) has been planted in the "Cerrado", a region of the country with a wide occurrence of acidic soils. The present study demonstrated that the hybrid exhibited root growth reduction and increased levels of lipid peroxidation after 24h of treatment with 100 µM of Al, which was followed by a reduction in lipid peroxidation levels and the recovery of root elongation after 48h of Al exposure, suggesting a rapid response to the early stressful conditions induced by Al. The understanding of the temporal dynamics of Al tolerance may be useful for selecting more tolerant genotypes and for identifying genes of interest for applications in bioengineering.

Prolina é acumulada por diversos organismos em resposta a estresses abióticos, como déficit hídrico e salinidade. Estudos vêm discutindo o papel deste aminoácido no processo de ajustamento osmótico, embora nenhuma evidência clara tenha sido fornecida demonstrando esta associação como mecanismo de defesa contra seca em plantas. Entretanto, tem sido proposto que a aplicação exógena de prolina pode danificar a ultraestrutura de cloroplastos e mitocôndrias. Neste estudo, usando plantas transgênicas de tabaco contendo o gene mutante p5cs de Vigna aconitifolia sob controle do promotor CaMV 35S, evidenciou-se que o alto conteúdo de prolina endógena acumulado em folhas não contribuiu para o ajustamento osmótico em plantas sob estresse hídrico. Além disso, análises de microscopia eletrônica em mitocôndrias e cloroplastos mostraram que a ultraestrutura destas organelas não foi afetada, mesmo em plantas transgênicas que apresentaram os níveis mais elevados de prolina endógena em folhas (100 mmol g-1 de massa seca). Estes resultados demonstram que em plantas de tabaco, altas concentrações de prolina endógena não estão associadas ao processo de ajustamento osmótico e que o conteúdo de prolina em folhas, mesmo 10 vezes maior do que o normal, não causou danos à mitocôndrias e cloroplastos em condições de déficit hídrico e de irrigação normal.

Proline accumulates in many organisms in response to abiotic stresses, such as drought and salinity. Reports have discussed the role of proline in relation to osmotic adjustment, even though no clear-cut evidence has yet been provided demonstrating this association as a defense mechanism against drought stress in plants. However, it has been indicated that the application of exogenous proline can damage the ultrastructure of chloroplasts and mitochondria. In this study, using transgenic tobacco plants carrying a mutant p5cs gene from Vigna aconitifolia under control of the CaMV 35S promoter, we show that the high levels of endogenous proline accumulated in leaves does not contribute to the osmotic adjustment in plants under water deficit conditions. Additionally, electron microscopic observations of mitochondria and chloroplasts show that the ultrastructure of these organelles was not damaged even in the transgenic plants, with the leaves presenting the highest endogenous proline content in (100 µmol g-1 dry mass). This investigation demonstrates that in tobacco, high levels of endogenous free proline are not associated with osmotic adjustment and that elevated proline content in leaves, even at levels 10 times higher than normal, do not disturb the chloroplast and mitochondria ultrastructure under both irrigated and water deficit conditions.