Mimosine in Leucaena as a potent bio-herbicide

  • T. D. Xuan
  • A. A. Elzaawely
  • F. Deba
  • M. Fukuta
  • S. Tawata
2006 - Agronomy for Sustainable Development
Palavras-chave: Mimosina, Leucaena, toxicidade, exudado, solo, FeCl3, bio-pesticida
Termos de indexação: Ffitotoxicidade, alelopatia, bioherbicida, controle biológico, plantas daninhas, método econômico
 

Resumo

A mimosina [ácido α-amino-β-(3-hidroxi-4-oxo-1,4-di-hidropiridin-1-il)-propanoico] é um constituinte importante de Leucaena leucocephala e é responsável pelo forte potencial alelopático da leguminosa arbórea. A mimosina mostrou forte atividade herbicida em um bioensaio em seis plantas, a saber, Brassica rapa [B. campestris], Phaseolus vulgaris, Bidens pilosa, Mimosa pudica, Lolium multiflorum e Leucaena leucocephala. Todas as partes da planta de L. leucocephala contêm mimosina. A quantidade de mimosina nas folhas jovens e sementes maduras foi a maior, 2,66 e 2,38% do peso seco, respectivamente, enquanto a quantidade nos xilemas radiculares e xilemas foi a mais baixa: 0,18 e 0,11% do peso seco, respectivamente. Partes de plantas mais jovens de L. leucocephala continham maiores quantidades de mimosina do que as partes maduras. A mimosina liberada das partes jovens e das sementes foi proporcional à quantidade de água de imersão. Em comparação com as sementes maduras, outras partes maduras da planta não exsudaram nenhuma mimosina. No solo ao qual a mimosina foi adicionada, ~60% da mimosina foi adsorvida em 1-5 dias, e apenas um pequeno volume de mimosina foi decomposto: 5,30 e 0,16% após 1 e 5 dias, respectivamente. O uso de uma mistura de FeCl₃ e mimosina na proporção de 4:6 pode ser o método mais eficaz e econômico para reduzir a toxicidade da mimosina nas folhas de L. leucocephala, proporcionando uma ração mais segura para o gado e diminuindo a toxicidade do solo causada pela mimosina em áreas onde L. leucocephala é cultivada. Por outro lado, a incorporação de folhas de mimosina em solos cultivados pode ser útil para o controle biológico de plantas daninhas. Os resultados desta pesquisa revelam que a mimosina pode ser útil para o desenvolvimento de bioherbicidas.

 

Abstract

Mimosine [α-amino-β-(3-hydroxy-4-oxo-1,4-dihydropyridin-1-yl)-propanoic acid] is a major constituent of Leucaena leucocephala and is responsible for the strong allelopathic potential of the legume tree. Mimosine showed strong herbicidal activities on six plants, namely Brassica rapa [B. campestris], Phaseolus vulgaris, Bidens pilosa, Mimosa pudica, Lolium multiflorum and Leucaena leucocephala, in a bioassay. All plant parts of L. leucocephala contain mimosine. The quantity of mimosine in the young leaves and mature seeds was the greatest, 2.66 and 2.38% of dry weight, respectively, while the quantity in the root xylems and xylems was the lowest: 0.18 and 0.11% of dry weight, respectively. Younger plant parts of L. leucocephala contained greater amounts of mimosine than the mature parts. Mimosine released from young parts and the seeds was proportional to the quantity of soaking water. Compared with the mature seeds, other mature parts of the plant did not exude any mimosine. In soil to which mimosine was added, ∼60% of the mimosine was adsorbed in 1-5 days, and only a minor volume of mimosine was decomposed: 5.30 and 0.16% after 1 and 5 days, respectively. Using a mixture of FeCl3 and mimosine in a 4:6 ratio may be the most effective and economical method of lowering the toxicity of mimosine in L. leucocephala leaves, giving a safer cattle feed and decreasing the soil toxicity caused by mimosine in areas where L. leucocephala is grown. On the other hand, the incorporation of mimosine leaves into cultivated soils may be helpful for the biological control of weeds. The findings of this research reveal that mimosine may be useful for the development of bioherbicides.

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