Ecology of germination and allelopathic potential of south african lovegrass (Eragrostis plana Nees)

The invasiveness of South African lovegrass in agroecosystems has been attributed to its biological characteristics and the ecological relations. The ecology of species germination and allelopathic interaction are poorly understood. The objective of this work was to determine the influence of environmental factors on germination, phytotoxicity of South African lovegrass extracts, to identify and quantify phenolic allelochemicals present in their fractions, to determine the influence of phytomass and soil degradation on the phytotoxicity of the aqueous extract, to monitor the degradation of the compounds present in the extracts and to identify and quantify allelochemicals in a infested soil. Experiments were carried out in the laboratory using materials collected in the field. Seeds germinated at constant temperatures of 15 to 40 ° C, but the percentages of germination were greater than 94 % only at alternating temperatures. Exposure to light increased the frequency of normal seedlings. Germination increased with increasing water potential and the number of normal plants decreased with increasing sodium chloride concentration. The highest emergence rate was observed with the seeds placed on the soil surface, whereas no emergence occurred at 4 cm. A total of nine phenolic compounds with allelochemical potential were identified in the fractions of extracts of South African lovegrass: caffeic acid, coumaric acid, ferulic acid, gallic acid, vanillic acid, catechin, epicatechin, resveratrol and rutin. The general decreasing order of general phytotoxicity of crude extracts in the development of wheat and alfalfa seedlings was ethyl, methanolic, aqueous and hexane acetate. An inversely proportional correlation was identified between vanillic acid concentration and root and total alfalfa seedlings length. The simulation of phytomass and soil degradation caused an increase in the phytotoxicity of the extracts on germination and seedling development, proving the release of the allelochemicals and the influence of the soil in the increase of its phytotoxicity. The ether extracts of the straw and soil showed changes in their chromatograms from the first to the seventh day of incubation, while the mixture of straw + soil showed greater changes only between the first and third day of degradation. Four phenolic compounds with allelochemical potential were identified in the South African lovegrass infested soil: coumaric acid, ferulic acid, catechin and epicatechin. The concentration of these compounds was higher at the soil surface and horizontally near the South African lovegrass plants, showing an association between concentrations of allelochemicals and plant distance.A invasibilidade do capim-annoni-2 em agroecossistemas tem sido atribuída as suas características biológicas e relações ecológicas. A ecologia da germinação da espécie e a interação alelopática são pouco compreendidas. Este trabalho objetivou determinar a influência de fatores ambientais na germinação, a fitotoxicidade de extratos de capim-annoni-2, identificar e quantificar aleloquímicos fenólicos presentes em suas frações, determinar a influência da degradação da fitomassa e do solo na fitotoxicidade do extrato aquoso, monitorar a degradação dos compostos presentes nos extratos e identificar e quantificar aleloquímicos no solo de área contaminada. Foram realizados experimentos em laboratório utilizando materiais coletados a campo. As sementes germinaram em temperaturas constantes de 15 até 40 °C, mas as percentagens de germinação foram superiores a 94 % apenas em temperaturas alternadas. A exposição à luz aumentou a frequência de plântulas normais. A germinação aumentou com incremento no potencial de água e o número de plantas normais diminuiu com aumento na concentração de cloreto de sódio. A maior taxa de emergência foi observada com as sementes colocadas na superfície do solo, enquanto que nenhuma emergência ocorreu a 4 cm. Foram identificados e quantificados nove compostos fenólicos com potencial aleloquímico nas frações dos extratos de capim-annoni-2: ácido caféico, ácido cumárico, ácido ferúlico, ácido gálico, ácido vanílico, catequina, epicatequina, resveratrol e rutina. A ordem decrescente de fitotoxicidade geral dos extratos brutos no desenvolvimento de plântulas de trigo e alfafa foi acetato de etila, metanólico, aquoso e hexânico. Foi identificada correlação inversamente proporcional entre concentração de ácido vanílico e comprimento de radícula e total de plântulas de alfafa. A simulação da degradação da fitomassa e do solo ocasionou aumento na fitotoxicidade dos extratos sobre a germinação e o desenvolvimento de plântulas, comprovando a liberação dos aleloquímicos e a influência do solo no aumento de sua fitotoxicidade. Extratos etéreos da fitomassa e do solo incubados apresentaram modificações em seus respectivos cromatogramas do primeiro até o sétimo dia de incubação, enquanto a mistura de fitomassa + solo apresentou maiores modificações apenas entre o primeiro e o terceiro dia de degradação. Foram identificados quatro compostos fenólicos com potencial aleloquímico no solo da área infestada com capim-annoni-2: ácido cumárico, ácido ferúlico, catequina e epicatequina. A concentração destes compostos foi maior na superfície do solo e horizontalmente próximo às plantas de capim-annoni-2, evidenciando associação entre as concentrações dos aleloquímicos com a proximidade da planta