RESUMO
BACKGROUND: Elephant grass [Cenchrus purpureus (Schumach.) Morrone] is used for bioenergy and animal feed. In order to identify candidate genes that could be exploited for marker-assisted selection in elephant grass, this study aimed to investigate changes in predictive accuracy using genomic relationship information and simple sequence repeats for eight traits (height, green biomass, dry biomass, acid and neutral detergent fiber, lignin content, biomass digestibility, and dry matter concentration) linked to bioenergetics and animal feeding. RESULTS: We used single-step, genome-based best linear unbiased prediction and genome association methods to investigate changes in predictive accuracy and find candidate genes using genomic relationship information. Genetic variability (p < 0.05) was detected for most of the traits evaluated. In general, the overall means for the traits varied widely over the cuttings, which was corroborated by a significant genotype by cutting interaction. Knowing the genomic relationships increased the predictive accuracy of the biomass quality traits. We found that one marker (M28_161) was significantly associated with high values of biomass digestibility. The marker had moderate linkage disequilibrium with another marker (M35_202) that, in general, was detected in genotypes with low values of biomass digestibility. In silico analysis revealed that both markers have orthologous regions in other C4 grasses such as Setaria viridis, Panicum hallii, and Panicum virgatum, and these regions are located close to candidate genes involved in the biosynthesis of cell wall molecules (xyloglucan and lignin), which support their association with biomass digestibility. CONCLUSIONS: The markers and candidate genes identified here are useful for breeding programs aimed at changing biomass digestibility in elephant grass. These markers can be used in marker-assisted selection to grow elephant grass cultivars for different uses, e.g., bioenergy production, bio-based products, co-products, bioactive compounds, and animal feed.
Assuntos
Bovinos/fisiologia , Cenchrus/química , Cenchrus/genética , Digestão , Genes de Plantas , Fenômenos Fisiológicos da Nutrição Animal , Animais , Biomassa , Metabolismo EnergéticoRESUMO
ABSTRACT Elephant grass (Pennisetum purpureum Schum.) is an important forage crop that has been proposed as a potential feedstock for bioenergy production. However, weed interference is a major factor limiting elephant grass production. Field experiments were conducted in 2014 and 2015 to evaluate preemergence herbicides for selective weed control in an elephant grass pasture. Herbicide treatments included atrazine + S-metolachlor, atrazine + simazine, ametryn, ethoxysulfuron, S-metolachlor, diuron + hexazinone, sulfentrazone, imazethapyr, and atrazine at label use rates. Weedy and weed-free treatments were included. Atrazine + S-metolachlor, atrazine + simazine, ametryn, ethoxysulfuron, S-metolachlor, sulfentrazone, and atrazine did not cause phytotoxicity on elephantgrass 35 days after treatment (DAT). However, diuron + hexazinone and imazethapyr were the most phytotoxic on elephantgrass, resulting in 81 and 70% phytotoxicity in 2014, and 7 and 6% phytotoxicity in 2015 respectively 35 DAT. All treatments provided effective weed control (>81%) with the exception of ethoxysulfuron (0 and 11% in 2014 and 2015, respectively), and atrazine (59% in 2014). These results show that atrazine + S-metolachlor, atrazine + simazine, ametryn, ethoxysulfuron, S-metolachlor, sulfentrazone, and atrazine were selectives when applied in preemergence in elephant grass pasture.
RESUMO O capim-elefante (Pennisetum purpureum Schum.) é uma planta forrageira importante que tem sido proposta como matéria-prima potencial para a produção de bioenergia. No entanto, a interferência das plantas daninhas é um fator limitante na produção do capim-elefante. Experimentos de campo foram realizados em 2014 e 2015 para avaliar herbicidas aplicados em condições de pré-emergência para o controle seletivo de plantas daninhas em pastagem de capim-elefante. Os tratamentos herbicidas incluíram atrazine + S-metolachlor, atrazine + simazine, ametryn, ethoxysulfuron, S-metolachlor, diuron + hexazinone, sulfentrazone, imazethapyr e atrazine em doses normalmente recomendadas no rótulo. Foram incluídas as testemunhas sem capina e capinadas. Atrazine + S-metolachlor, atrazine + simazine, ametryn, ethoxysulfuron, S-metolachlor, sulfentrazone e atrazine não causaram fitotoxicidade em capim-elefante aos 35 dias após os tratamentos (DAT). No entanto, diuron + hexazinone e imazethapyr foram os mais fitotóxicos ao capim-elefante, resultando em 81 e 70% de fitotoxicidade em 2014, e 7 e 6% em 2015, aos 35 DAT, respectivamente. Todos os tratamentos de controle de plantas daninhas foram eficazes (> 81%) com a exceção de ethoxysulfuron (0 e 11%, em 2014 e 2015, respectivamente) e atrazine (59%, em 2014). Estes resultados mostram que os herbicidas atrazine + S-metolachlor, atrazine + simazine, ametryn, ethoxysulfuron, S-metolachlor, sulfentrazone e atrazine foram seletivos quando aplicados em pré-emergência em pastagem de capim-elefante.
RESUMO
The aim of this study was to characterize the soil macrofauna under different crop systems and compare them to the macrofauna under the native vegetation of a Cerrado/Caatinga ecotone in southwestern Piauí State, Brazil. The areas studied included areas under sweetsop cultivation (Annona squamosa L.), andropogon grass with three years of use, andropogon grass with six years of use, pivot-irrigated corn, Napier grass, and native vegetation. In each area, soil layers of 0-0.1, 0.1-0.2, and 0.2-0.3m, including the surface litter, were evaluated following the Tropical Soil Biology and Fertility Program (TSBF) recommendations. The soil macrofauna from the different land-use systems were identified to the family level, and the mean density of each taxon was calculated for each soil-management type and layer. The structure of the soil macrofauna was negatively altered under the different crops in comparison to the native Cerrado/Caatinga vegetation, with macrofaunal occurrence varying in the different soil layers. A correlation existed between the functional groups and the soil grain-size distribution and moisture. Napier grass cultivation favored greater soil macrofaunal abundance, with a predominance of families belonging to the orders Isoptera and Hymenoptera. Number of soil macrofaunal families under pivot-irrigated corn was more like the number observed with the native vegetation, and corn also had greater family diversity compared to the other crops studied. Therefore, pivot-irrigated corn can reduce the impact of anthropogenic land use on the diversity of soil macrofauna.
Objetivou-se caracterizar a macrofauna edáfica sob diferentes cultivos comparando-os a vegetação nativa de ecótono Cerrado/Caatinga no Sudoeste do Piauí. As áreas estudadas foram: área sob cultivo de ata (Annona squamosa L.); capim andropogon com três anos de cultivo; capim andropogon com seis anos de cultivo; milho irrigado sob pivô; capim napier e vegetação nativa. Em cada área foram avaliadas as camadas de 0-0,1, 0,1-0,2 e 0,2-0,3m, inclusive a serapilheira de superfície, segundo recomendações do Tropical Soil Biology and Fertility Program (TSBF). A macrofauna edáfica nos diferentes sistemas de uso do solo foi identificada até o nível de famílias e a densidade média de cada táxon foi calculada para cada tipo de manejo do solo e camada. A estrutura da macrofauna edáfica foi alterada negativamente nos diferentes cultivos quando comparadas com a vegetação nativa de cerrado/caatinga, variando quanto a sua ocorrência nas diversas camadas de solo. Houve correlação entre os grupos funcionais com a distribuição granulométrica e umidade do solo. O cultivo de capim napier favoreceu maior abundância da macrofauna edáfica, porém com predominância das famílias pertencente às ordens Isoptera e Hymenoptera. O milho irrigado sob pivô apresenta número de famílias da macrofauna edáfica mais semelhante à vegetação nativa e maior diversidade de famílias em relação aos demais cultivos estudados, reduzindo o impacto do uso antrópico sobre a biodiversidade da macrofauna edáfica.
RESUMO
The aim of this study was to characterize the soil macrofauna under different crop systems and compare them to the macrofauna under the native vegetation of a Cerrado/Caatinga ecotone in southwestern Piauí State, Brazil. The areas studied included areas under sweetsop cultivation (Annona squamosa L.), andropogon grass with three years of use, andropogon grass with six years of use, pivot-irrigated corn, Napier grass, and native vegetation. In each area, soil layers of 0-0.1, 0.1-0.2, and 0.2-0.3m, including the surface litter, were evaluated following the Tropical Soil Biology and Fertility Program (TSBF) recommendations. The soil macrofauna from the different land-use systems were identified to the family level, and the mean density of each taxon was calculated for each soil-management type and layer. The structure of the soil macrofauna was negatively altered under the different crops in comparison to the native Cerrado/Caatinga vegetation, with macrofaunal occurrence varying in the different soil layers. A correlation existed between the functional groups and the soil grain-size distribution and moisture. Napier grass cultivation favored greater soil macrofaunal abundance, with a predominance of families belonging to the orders Isoptera and Hymenoptera. Number of soil macrofaunal families under pivot-irrigated corn was more like the number observed with the native vegetation, and corn also had greater family diversity compared to the other crops studied. Therefore, pivot-irrigated corn can reduce the impact of anthropogenic land use on the diversity of soil macrofauna.(AU)
Objetivou-se caracterizar a macrofauna edáfica sob diferentes cultivos comparando-os a vegetação nativa de ecótono Cerrado/Caatinga no Sudoeste do Piauí. As áreas estudadas foram: área sob cultivo de ata (Annona squamosa L.); capim andropogon com três anos de cultivo; capim andropogon com seis anos de cultivo; milho irrigado sob pivô; capim napier e vegetação nativa. Em cada área foram avaliadas as camadas de 0-0,1, 0,1-0,2 e 0,2-0,3m, inclusive a serapilheira de superfície, segundo recomendações do Tropical Soil Biology and Fertility Program (TSBF). A macrofauna edáfica nos diferentes sistemas de uso do solo foi identificada até o nível de famílias e a densidade média de cada táxon foi calculada para cada tipo de manejo do solo e camada. A estrutura da macrofauna edáfica foi alterada negativamente nos diferentes cultivos quando comparadas com a vegetação nativa de cerrado/caatinga, variando quanto a sua ocorrência nas diversas camadas de solo. Houve correlação entre os grupos funcionais com a distribuição granulométrica e umidade do solo. O cultivo de capim napier favoreceu maior abundância da macrofauna edáfica, porém com predominância das famílias pertencente às ordens Isoptera e Hymenoptera. O milho irrigado sob pivô apresenta número de famílias da macrofauna edáfica mais semelhante à vegetação nativa e maior diversidade de famílias em relação aos demais cultivos estudados, reduzindo o impacto do uso antrópico sobre a biodiversidade da macrofauna edáfica.(AU)
RESUMO
ABSTRACT: The aim of this study was to characterize the soil macrofauna under different crop systems and compare them to the macrofauna under the native vegetation of a Cerrado/Caatinga ecotone in southwestern Piauí State, Brazil. The areas studied included areas under sweetsop cultivation (Annona squamosa L.), andropogon grass with three years of use, andropogon grass with six years of use, pivot-irrigated corn, Napier grass, and native vegetation. In each area, soil layers of 0-0.1, 0.1-0.2, and 0.2-0.3m, including the surface litter, were evaluated following the Tropical Soil Biology and Fertility Program (TSBF) recommendations. The soil macrofauna from the different land-use systems were identified to the family level, and the mean density of each taxon was calculated for each soil-management type and layer. The structure of the soil macrofauna was negatively altered under the different crops in comparison to the native Cerrado/Caatinga vegetation, with macrofaunal occurrence varying in the different soil layers. A correlation existed between the functional groups and the soil grain-size distribution and moisture. Napier grass cultivation favored greater soil macrofaunal abundance, with a predominance of families belonging to the orders Isoptera and Hymenoptera. Number of soil macrofaunal families under pivot-irrigated corn was more like the number observed with the native vegetation, and corn also had greater family diversity compared to the other crops studied. Therefore, pivot-irrigated corn can reduce the impact of anthropogenic land use on the diversity of soil macrofauna.
RESUMO: Objetivou-se caracterizar a macrofauna edáfica sob diferentes cultivos comparando-os a vegetação nativa de ecótono Cerrado/Caatinga no Sudoeste do Piauí. As áreas estudadas foram: área sob cultivo de ata (Annona squamosa L.); capim andropogon com três anos de cultivo; capim andropogon com seis anos de cultivo; milho irrigado sob pivô; capim napier e vegetação nativa. Em cada área foram avaliadas as camadas de 0-0,1, 0,1-0,2 e 0,2-0,3m, inclusive a serapilheira de superfície, segundo recomendações do Tropical Soil Biology and Fertility Program (TSBF). A macrofauna edáfica nos diferentes sistemas de uso do solo foi identificada até o nível de famílias e a densidade média de cada táxon foi calculada para cada tipo de manejo do solo e camada. A estrutura da macrofauna edáfica foi alterada negativamente nos diferentes cultivos quando comparadas com a vegetação nativa de cerrado/caatinga, variando quanto a sua ocorrência nas diversas camadas de solo. Houve correlação entre os grupos funcionais com a distribuição granulométrica e umidade do solo. O cultivo de capim napier favoreceu maior abundância da macrofauna edáfica, porém com predominância das famílias pertencente às ordens Isoptera e Hymenoptera. O milho irrigado sob pivô apresenta número de famílias da macrofauna edáfica mais semelhante à vegetação nativa e maior diversidade de famílias em relação aos demais cultivos estudados, reduzindo o impacto do uso antrópico sobre a biodiversidade da macrofauna edáfica.
RESUMO
This study evaluated the structure and the volume of interphase nuclei from root meristems of the genotypes of napier grass (Pennisetum purpureum), pearl millet (Pennisetum glaucum) and hybrids resultant of such breeding. In napier grass, nuclei were areticulate. Both pearl millet and the triploid hybrid had semi-reticulate nuclei; also, the hybrid presented a small proportion (6 percent) of areticulate nuclei. Pearl millet had the highest averages of nuclear dimensions, such as volume, diameter and radius, followed by the interspecific hybrid and napier grass. There was no intraspecific variation for the type of nuclear structure, which indicates this feature is important for cytotaxonomic studies involving the genus Pennisetum. Results demonstrated that chromatin organization in these nuclei was influenced by the number and size of chromosomes, affecting the nucleus volume in the analyzed taxa.
Avaliou-se, neste estudo, a estrutura e o volume de núcleos interfásicos de meristemas radiculares de genótipos do capim-elefante (Pennisetum purpureum), milheto (Pennisetum glaucum) e do híbrido resultante deste cruzamento. O capim-elefante apresentou núcleos do tipo arreticulado. Tanto no milheto como no híbrido triplóide os núcleos apresentaram-se semi-reticulados, sendo que, no híbrido, foi observada uma pequena proporção (6 por cento) de núcleos arreticulados. As maiores médias para as dimensões nucleares como volume nuclear, diâmetro e raio foram obtidas para o milheto, seguidas do híbrido interespecífico e capim-elefante. Não houve variação intraespecífica para tipo de estrutura nuclear indicando que essa característica tem relevância para estudos citotaxonômicos no gênero Pennisetum. Os resultados demonstraram que a organização da cromatina nesses núcleos foi influenciada pelo número e tamanho dos cromossomos e essa afetou o volume nuclear dos táxons analisados.
RESUMO
This study evaluated in vitro (IV) and in situ dry mater (DM) digestibility, as well as in situ crude protein (CP), neutral (NDF) and acid (ADF) detergent fiber, cellulose and hemicellulose degradability of Colonião (Pannicum maximum) (COL), Brachiaria decumbens (BRACH), and Napier (Pennisetum purpureum) (NAP) grasses. The grasses were collected manually and from esophageal fistulated cows. The IV-DM digestibility of the manually collected samples were 64% for NAP, 63% for BRACH and 55% for COL. The insoluble potentially degradable fraction (%) and the degradation rate (% h-1) of NAP, BRACH and COL grasses were 62.8 and 6.4, 64.7 and 5.0, and 65.7 and 4.0 for DM; 62.0 and 4.2, 62.6 and 3.0, and 70.8 and 2.6 for CP; 77.2 and 6.3, 75.5 and 4.9, and 70.1 and 3.7 for NDF, respectively. It was concluded that forage availability was adequate and allowed forage selection by cattle, as the selected diet was more nutritive than the manually collected grass. For pasture systems with variable animal weight per hectare, Napier grass had higher digestibility, followed by Brachiaria and Colonião, which showed the lowest degradation values.
Avaliou-se a digestibilidade in vitro (DIV) e in situ
RESUMO
This study evaluated in vitro (IV) and in situ dry mater (DM) digestibility, as well as in situ crude protein (CP), neutral (NDF) and acid (ADF) detergent fiber, cellulose and hemicellulose degradability of Colonião (Pannicum maximum) (COL), Brachiaria decumbens (BRACH), and Napier (Pennisetum purpureum) (NAP) grasses. The grasses were collected manually and from esophageal fistulated cows. The IV-DM digestibility of the manually collected samples were 64% for NAP, 63% for BRACH and 55% for COL. The insoluble potentially degradable fraction (%) and the degradation rate (% h-1) of NAP, BRACH and COL grasses were 62.8 and 6.4, 64.7 and 5.0, and 65.7 and 4.0 for DM; 62.0 and 4.2, 62.6 and 3.0, and 70.8 and 2.6 for CP; 77.2 and 6.3, 75.5 and 4.9, and 70.1 and 3.7 for NDF, respectively. It was concluded that forage availability was adequate and allowed forage selection by cattle, as the selected diet was more nutritive than the manually collected grass. For pasture systems with variable animal weight per hectare, Napier grass had higher digestibility, followed by Brachiaria and Colonião, which showed the lowest degradation values.
Avaliou-se a digestibilidade in vitro (DIV) e in situ
RESUMO
In Napier grass (Pennisetum purpureum Schum) experimental pastures fertilized with four levels of Nitrogen; 0,50, 100 and 150kg/ha and used for beef gain,measures of acessible green dry matter, stand height and hand-plucking samples were taken at 28 days intervals at the same time of animals weighing days. O N pastures were mixed with tropical legumes (centrosema pubescens Benthe, Macroptilium atropurpureum D.C. cv. Siratro e Galactia striata Jacq.). Proximate analysis and in vivo dry matter digestibilities were performed to evaluate forage quality. Among several measures or calculated values, the conclusions were: 1- Acessible Green Dry Matter was significantly affected by Nitrogen level (P 0.01); 2- Stocking rate expressed in kg of liveweight/ha was affected by Acessible Green Dry Matter (R2 = 0.626); 3- Percentage of Crude Protein in hand-plucking samples was not affected either by nitrogen level or by season of the year (the average was 14.5% ± 1.85); 4- Acessible Green Dry Matter/100 kg LW averaged 5.8 kg throughout the experimental periods; 5- Napier grass gave gains above 0.50 ka/day when the pastures height varied between 0.50 to 10m. Combining some of those parameters we could prepare a guide for managing Napier grass pastures for beef production.
Em pastos experimentais de capim elefante Napier (Pennisetum purpureum Schum), fertilizados com níveis crescentes de N (0, 50,100 e 150 kg/ha) para medir produção de carne. foram efetuadas medidas agronômicas e qualitativas, durante dois anos, na tentativa de estabelecer parâmetros comparativos com essa produção. Os pastos com nível de 0 de N eram consorciados com leguminosas tropicais centrosema pubescens Benthe, Macroptilium atropurpureum D.C. cv. Siratro e Galactia striata Jacq.. A cada 28 dias, em coincidência com a pesagem dos animais, ou a cada mudança de piquete eram efetuadas as seguintes medidas: corte com tesoura de área sorteada, para estimar a Matéria Verde Seca Acessível (MVSA), amostra seletiva de toda área pastada, com a mão, para avaliar a qualidade, altura média do pasto por ocasião do corte. A qualidade foi avaliada através de análise aproximada e da digestibilidade in vitro. Da combinação de dados quantitativos e qualitativos, foram obtidos diversos parâmetros que pudessem indicar relações de causa e efeito entre pasto e produção animal. Entre eles destacam-se os seguintes: 1- A MVSA, foi afetada de forma significativa (P 0,01) pelos níveis de N; 2- A lotação expressa em kg de peso vivo/ha foi afetada pela produção de MVSA (R2 = 0,626); 3-A % de Proteína Bruta das Amostras coletadas à mão, não variou de forma significativa entre tratamentos ou entre esta
RESUMO
In Napier grass (Pennisetum purpureum Schum) experimental pastures fertilized with four levels of Nitrogen; 0,50, 100 and 150kg/ha and used for beef gain,measures of acessible green dry matter, stand height and hand-plucking samples were taken at 28 days intervals at the same time of animals weighing days. O N pastures were mixed with tropical legumes (centrosema pubescens Benthe, Macroptilium atropurpureum D.C. cv. Siratro e Galactia striata Jacq.). Proximate analysis and in vivo dry matter digestibilities were performed to evaluate forage quality. Among several measures or calculated values, the conclusions were: 1- Acessible Green Dry Matter was significantly affected by Nitrogen level (P 0.01); 2- Stocking rate expressed in kg of liveweight/ha was affected by Acessible Green Dry Matter (R2 = 0.626); 3- Percentage of Crude Protein in hand-plucking samples was not affected either by nitrogen level or by season of the year (the average was 14.5% ± 1.85); 4- Acessible Green Dry Matter/100 kg LW averaged 5.8 kg throughout the experimental periods; 5- Napier grass gave gains above 0.50 ka/day when the pastures height varied between 0.50 to 10m. Combining some of those parameters we could prepare a guide for managing Napier grass pastures for beef production.
Em pastos experimentais de capim elefante Napier (Pennisetum purpureum Schum), fertilizados com níveis crescentes de N (0, 50,100 e 150 kg/ha) para medir produção de carne. foram efetuadas medidas agronômicas e qualitativas, durante dois anos, na tentativa de estabelecer parâmetros comparativos com essa produção. Os pastos com nível de 0 de N eram consorciados com leguminosas tropicais centrosema pubescens Benthe, Macroptilium atropurpureum D.C. cv. Siratro e Galactia striata Jacq.. A cada 28 dias, em coincidência com a pesagem dos animais, ou a cada mudança de piquete eram efetuadas as seguintes medidas: corte com tesoura de área sorteada, para estimar a Matéria Verde Seca Acessível (MVSA), amostra seletiva de toda área pastada, com a mão, para avaliar a qualidade, altura média do pasto por ocasião do corte. A qualidade foi avaliada através de análise aproximada e da digestibilidade in vitro. Da combinação de dados quantitativos e qualitativos, foram obtidos diversos parâmetros que pudessem indicar relações de causa e efeito entre pasto e produção animal. Entre eles destacam-se os seguintes: 1- A MVSA, foi afetada de forma significativa (P 0,01) pelos níveis de N; 2- A lotação expressa em kg de peso vivo/ha foi afetada pela produção de MVSA (R2 = 0,626); 3-A % de Proteína Bruta das Amostras coletadas à mão, não variou de forma significativa entre tratamentos ou entre esta