The average Brazilian soybean yield increased considerably from the beginning of the green revolution to the present day. Among the factors that contributed to the yield increase are the new technologies and agricultural practices, as well as the genetic gain provided by plant breeding. While soybean yield increased through breeding efforts, morphophysiological changes in Brazilian cultivars that contributed to yield increase are largely unknown. The objective of this study was to understand how morphophysiological changes increased yield in soybean cultivars grown in the last 50 years in Southern Brazil. The study was divided into three chapters: the first chapter refers to the experiment conducted in the field to evaluate yield and its components in 26 cultivars; the second chapter refers to the experiment conducted in pots to evaluate the roots of 25 cultivars; and the third chapter refers to two experiments in which attributes of energy conversion efficiency, foliar aging and plant response to elevated CO2 in the atmosphere were evaluated in 5 cultivars. The results showed that the yield increase was consistent throughout the years of cultivar release and the rate of increase was 46 kg ha-1 year-1. Among the yield components contributing to this increase we include the increase of biomass per area and harvest index, which therefore provide more seeds per area, due to a greater number of pods and seeds per pod. The lodging resistance improved during the year of cultivar release. For further increases in soybean yield, potential targets in future cultivars are increasing leaf nitrogen content at the R5 growth stage and the biological nitrogen fixation. Mean root diameter was reduced throughout the years of cultivar release, while the attributes total length, volume, projected area and root length were not consistently modified. The evaluated soybean cultivars presented consistent changes under elevated CO2 atmosphere [720 ppm]: the leaf chlorophyll content was reduced, the specific leaf area reduced, and the stem biomass partition increased. The old leaves presented less assimilation, less stomatal conductance, and lower leaf temperature in relation to the new leaves. However, they presented higher concentration of intercellular CO2, higher specific leaf area and chlorophyll content. The results obtained in this study will certainly contribute to strategies in breeding programs in the development of soybean cultivars that are more productive in the future. The results obtained identified morphophysiological changes in a selection of soybean cultivars grown in Southern Brazil. / A produtividade média brasileira de soja aumentou consideravelmente desde o início da revolução verde até a época atual. Entre os fatores que contribuíram no aumento da produtividade, estão as novas tecnologias e práticas agrícolas, bem como o ganho genético propiciado pelo melhoramento vegetal. Enquanto a produtividade de soja aumentou através dos esforços do melhoramento, as modificações morfofisiológicas ocorridas nos cultivares brasileiros que contribuíram para o aumento da produtividade são amplamente desconhecidas. Neste estudo objetivou-se compreender como as mudanças morfofisiológicas aumentaram a produtividade em cultivares de soja cultivadas nos últimos 50 anos no sul do Brasil. O estudo foi dividido em três capítulos: o primeiro capítulo refere-se ao experimento conduzido a campo para avaliar produtividade e seus componentes em 26 cultivares; o segundo capítulo refere-se ao experimento conduzido em vasos para avaliar as raízes de 25 cultivares; e o terceiro capítulo refere-se a dois experimentos em que avaliou-se atributos de eficiência de conversão de energia, envelhecimento foliar e resposta das plantas a elevação do CO2 atmosférico em 5 cultivares. Os resultados obtidos demonstram que o aumento da produtividade foi consistente ao longo do ano de lançamento dos cultivares e a taxa de aumento foi de 46 kg ha-1 ano-1. Entre os componentes de produtividade que contribuem para este aumento destacam-se o aumento da biomassa por área e do índice de colheita que, por consequência, propiciam maior número de sementes por área, em decorrência de um maior número de vagens e sementes por vagem. A resistência ao acamamento melhorou ao longo do ano de lançamento dos cultivares. Para aumentos futuros na produtividade, alvos potenciais para serem buscados nos cultivares futuros são maior teor de nitrogênio foliar no estádio R5 e maior fixação biológica de nitrogênio. O diâmetro médio de raízes reduziu ao longo do ano de lançamento de cultivares, enquanto os atributos comprimento, volume, área projetada e comprimento total da raiz principal não foram modificados de modo consistente. Os cultivares de soja avaliados apresentam mudanças consistentes sob atmosfera de CO2 elevado [720 ppm]: o teor de clorofila nas folhas reduziu, a área foliar específica reduziu e a partição de biomassa para haste aumentou. As folhas velhas apresentaram menor assimilação, menor condutância estomática, e menor temperatura foliar em relação as folhas novas. Entretanto elas apresentaram maior concentração de CO2 intercelular, maior área foliar específica e maior teor de clorofila. Os resultados obtidos neste estudo contribuem para estratégias em programas de melhoramento no desenvolvimento de cultivares de soja mais produtivas para o futuro. Os resultados obtidos identificaram mudanças morfofisiológicas ocorridas em uma seleção de cultivares de soja cultivadas na região sul do Brasil.

Submitted by (ana.araujo@ufrpe.br) on 2017-02-17T12:38:37Z No. of bitstreams: 1 Jacqueline Wanessa de Lima Pereira.pdf: 684135 bytes, checksum: dc0f8da93d2685268558a2dc803e4044 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-17T12:38:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jacqueline Wanessa de Lima Pereira.pdf: 684135 bytes, checksum: dc0f8da93d2685268558a2dc803e4044 (MD5) Previous issue date: 2010-07-07 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Peanut is one of the most cultivated oily in the world. For countries of semi-arid climate, as Brazil, for example, the peanut is an important alternative to farming due to the low water requirement during the cycle and adaptation to environments of high temperature and solar radiation. Despite the tolerance to low water availability, peanuts’ requirements are not the same over the cycle. Water shortage during the reproductive phase directly affects the formation and filling of pods, even in cultivars notoriously resistant to water deficit. According to some authors, which makes the peanut plant tolerant to environmental adversities are the morphological and physiological mechanisms that maintain the plant turgidity, even under low water availability conditions. Among those are cited changes in water ratios (stomatal behavior and osmotic adjustment) and the expansion of the root system for deeper and wetter soil areas. Faced with this adaptability, understanding the role of water deficit during the production cycle of culture is essential for adopting management strategies that enable secure production in areas prone to drought. In this work, four peanut genotypes of different growth habits were subjected to 21 days of water stress in a greenhouse. The planting was performed in pots containing sandy-loam texture soil, previously limed and fertilized. The experimental design was randomized with a bi-factorial 4x2 scheme (4 genotypes x 2 water treatments) with 10 repetitions. the water treatment were control (daily irrigation) and stress (irrigation suspension). The variables evaluated were difusive resistance, transpiration, leaf water potential, relative water content, proline content, chlorophyll content, root length, dry weight of pods, harvest index and stress tolerance index (STI). Under stress conditions, stomatal behavior was changed from the second week, when all genotypes significantly increased abaxial surface diffusive resistance and reduced sweating, highlighting the isoline LBM Branco Moita/08. The water potential of all genotypes was significantly reduced, being more expressive in isolines LBM-Branco Moita/08 and LBR-Branco Rasteiro/08 reaching more negative values. The LBM-Branco Moita/08 also had higher levels of proline and along with a BR 1 had the greatest expansion of the root system as adaptive way. In the production aspect, the LBM-Branco Moita/08 revealed the lowest reductions in weight of pods and harvest index when subjected to water deficit. Regarding the STI, values obtained with the cv. BR1 confirm its suitability for management in semi-arid environments; the strains LBR-Branco Rasteiro/08 and LBM-Branco Moita/08 also showed significant production performance in environments with water restriction. / O amendoim é uma das oleaginosas mais cultivadas no mundo. Para os países de clima semi-árido, o Brasil, por exemplo, o amendoim é uma importante alternativa para a agricultura devido à baixa exigência hídrica durante o ciclo e adaptação aos ambientes com altas temperaturas e radiação solar. Apesar da tolerância à baixa disponibilidade hídrica, as exigências do amendoim não são as mesmas ao longo do ciclo. A escassez de água durante a fase reprodutiva afeta diretamente a formação e o enchimento das vagens, mesmo em cultivares notoriamente resistentes ao déficit hídrico. Segundo alguns autores, o que torna a planta do amendoim tolerante às adversidades ambientais são os mecanismos morfológicos e fisiológicos que mantêm a turgescência das plantas, mesmo sob condições de baixa disponibilidade de água. Entre as mudanças já estão em relações hídricas (comportamento estomático e ajustamento osmótico) e a expansão do sistema radicular para as áreas mais profundas e úmidas do solo. Confrontados com esta capacidade de adaptação, a compreensão do papel do déficit hídrico durante o ciclo produtivo da cultura é essencial para a adoção de estratégias de manejo que permitam uma produção segura em áreas propensas à seca. Neste trabalho, quatro genótipos de amendoim de diferentes hábitos de crescimento foram submetidos a 21 dias de estresse hídrico em casa de vegetação. O plantio foi realizado em vasos contendo solo de textura franco-arenosa, previamente corrigido e adubado. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com um esquema bi-fatorial 4x2 (4 genótipos x 2 tratamentos de água), com 10 repetições. Os tratamentos hídricos foram: controle (rega diária) e estresse (suspensão de rega). As variáveis avaliadas foram: resistência difusiva, transpiração, potencial hídrico, teor relativo de água, teor de prolina, teor de clorofila, comprimento radicular, peso seco das vagens, índice de colheita e índice de tolerância ao stress (STI). Sob condições de estresse, comportamento estomático foi alterado a partir da segunda semana, quando todos os genótipos aumentaram significativamente a resistência difusiva da superfície abaxial e reduziram a transpiração, destacando a isolinha LBM-Branco Moita/08. O potencial de água de todos os genótipos foi significativamente reduzido, sendo mais expressivos em isolinhas LBM-Branco Moita/08 e LBR-Branco Rasteiro/08 atingindo valores mais negativos. A LBM-Branco Moita/08 também apresentou elevado acúmulo de prolina e, juntamente com um BR 1 teve a maior expansão do sistema radicular como forma de adaptação. No aspecto de produção, a LBM-Branco Moita/08 revelou as menores reduções no peso das vagens e índice de colheita, quando submetida ao déficit hídrico. Quanto ao STI, os valores obtidos com a cv. BR1 confirmar a sua aptidão para o manejo em ambientes semi-árido, as isolinhas LBR-Branco Rasteiro/08 e LBM-Branco Moita/08 também apresentaram desempenho significativo de produção em ambientes com restrição hídrica.