Herbicidal Potential of Dryland Plants on Growth and Tuber Sproutingin Purple Nutsedge (Cyperus rotundus)

Abstract

ABSTRACT: In the current study the herbicidal potential of different dryland plant species to suppress tuber sprouting and growth in the purple nutsedge (Cyperus rotundus) was investigated. The plant species evaluated were Fagonia indica, Aerva javanica, Calotropis procera, Rhazya stricta and Withania coagulans. In a greenhouse experiment, 5 sprouted and 5 non-sprouted tubers of nutsedge were planted in pots containing 250g field-collected soil. Pots were irrigated regularly with aqueous extracts of test plants at five concentrations (0, 25, 50, 75 and 100%; original extract was concentrated 20 times and was considered as 100% concentrated and further concentrations were made accordingly). Extracts of all test plants significantly inhibited nutsedge tuber sprouting and growth. A significant interaction was observed between sprouting index (SI) and final sprouting percentage. While a non-significant interaction was observed between the timing of sprouting initiation and mean sprouting time (MST). Maximum reductions in SI and final sprouting percentage were recorded with Rhazya stricta extracts. Extracts of Rhazya stricta showed maximum suppressive potential of nutsedge density, root and shoot length, root and shoot fresh and dry weight. Overall, the least effective suppression of purple nutsedge was observed for extracts of Fagonia indica. Calotropis procera extracts resulted in the lowest reductions in nutsedge root length of all test plants but all test plants showed similar effects on timing of sprouting initiation and mean sprouting time. The 100% and 75% concentrations provided complete suppression of nutsedge. For all test plants, the 25% extract concentration was least effective and in some cases results were similar to the water-only control treatment. Our findings suggest that several dryland plant species with strong allelochemical properties have the potential to substantially reduce the deleterious impacts of purple nutsedge in dryland cropping systems and warrant further study.RESUMO: No presente estudo, investigou-se o potencial herbicida de diferentes espécies de plantas de regiões áridas na supressão do crescimento e da brotação de tubérculos de tiririca (Cyperus rotundus). Foram avaliadas as espécies Fagonia indica, Aerva javanica, Calotropis procera, Rhazya stricta e Withania coagulans. Em um experimento em casa de vegetação, 5 tubérculos de tiririca brotados e 5 tubérculos não brotados foram plantados em vasos contendo 250 g de solo coletado no campo. Os vasos foram submetidos a irrigação regular com extratos aquosos de plantas-teste em cinco concentrações (0, 25, 50, 75 e 100%. O extrato original foi concentrado 20 vezes e foi considerado 100% concentrado, e outras concentrações foram preparadas em conformidade). Os extratos de todas as plantas-teste causaram a inibição significativa da brotação e do crescimento dos tubérculos de tiririca. Observou-se uma interação significativa entre o índice de brotação (IB) e a porcentagem de brotação final, embora tenha sido observada uma interação não significativa entre a época de início da brotação e o tempo médio de brotação (MST). Houve redução máxima do IB e da percentagem de brotação final nos extratos de Rhazya stricta. Os extratos de Rhazya stricta apresentaram potencial máximo de supressão da densidade, do comprimento da raiz e da parte aérea, e da massa fresca e seca da raiz e da parte aérea da tiririca. Em geral, a supressão menos eficaz da tiririca foi observada para os extratos de Fagonia indica. Os extratos de Calotropis procera causaram as menores reduções do comprimento da raiz da tiririca em todas as plantas-teste; no entanto, todas elas apresentaram efeitos semelhantes para época de início da brotação e tempo médio de brotação. As concentrações de 100% e 75% resultaram na supressão completa da tiririca. Para todas as plantas-teste, o extrato na concentração de 25% foi o menos eficaz e, em alguns casos, os resultados foram semelhantes aos do tratamento controle apenas com água. Os resultados sugerem que várias espécies de plantas de regiões áridas com fortes propriedades aleloquímicas apresentam o potencial de reduzir substancialmente os impactos negativos da tiririca em sistemas de cultivo de terras áridas; por esta razão, é necessária a realização de mais pesquisas.