O Brasil é hoje o maior produtor de cana-de-açúcar no mundo e a previsão de safra para 2016 é de 658,7 milhões de toneladas. Como o bagaço da cana consiste de 14% de sua massa serão produzidas cerca de 92 milhões de toneladas desse coproduto. Buscando alternativas sustentáveis existem algumas formas de aproveitamento do mesmo, seja na produção de energia, de etanol de segunda geração ou de derivados celulósicos, foco do presente estudo. Objetivou-se através deste trabalho obter metilcelulose por meio de processos sequenciados. Partindo do bagaço de cana in natura, celulose, hemicelulose e lignina foram segregadas por hidrólises, sendo que o foco foi a fração celulósica. A mesma passou por duas diferentes sequências de branqueamento, obtendo celulose purificada, da qual foi produzida a metilcelulose com potencial aplicabilidade industrial. As sequências de branqueamento avaliadas foram uma livre de cloro elementar (ECF) e outra totalmente livre de cloro (TCF), visando reduzir ou suprimir a geração de poluentes tóxicos, principalmente compostos organoclorados. Uma das escolhas para esse objetivo foi o emprego de tecnologia baseada no tratamento enzimático, através da lacase, na sequência TCF. Cada material gerado por etapa de estudo foi analisado. O bagaço de cana, e as celuloses geradas pelas hidrólises foram caracterizadas quanto aos teores de celulose, hemicelulose, lignina, cinzas e extrativos. A celulose gerada antes e após cada etapa de branqueamento foi caracterizada, alcançando por meio da rota ECF uma redução de 80,5% do número kappa, aumento de 3,6 vezes do grau de alvura e pouca variação na viscosidade. Para a rota TCF houve redução de 48,7% do número kappa, aumento de 2,3 vezes do grau de alvura e melhora das propriedades da fibra por meio do aumento da viscosidade. A metilcelulose foi caracterizada por DRX, FTIR, TGA/DTG, MEV e solubilidade. Concluiu-se que os tratamentos foram realizados de maneira eficiente, a otimização das etapas de branqueamento proporcionou uma boa purificação da celulose, a partir da qual pôde ser produzida metilcelulose de boa qualidade, confirmada pelas análises do material. / Brazil is now the largest producer of sugarcane in the world and harvest forecast for 2016 is 658.7 million tons. Such as sugarcane bagasse consists of 14% of its mass will be produced about 92 million tons of this coproduct. Seeking sustainable alternatives there are some ways to use the same, whether in energy production of second-generation ethanol or cellulosic derivatives, focus of this study. The objective was to get through this work methylcellulose through sequenced processes. Starting from sugarcane bagasse, cellulose, hemicellulose and lignin were segregated by hydrolysis, and the focus was the cellulosic fraction. The same underwent two different bleaching sequences, obtaining purified cellulose, which was produced methylcellulose having potential industrial applicability. bleaching sequences evaluated were an elemental chlorine free (ECF) and other totally chlorine free (TCF), to reduce or eliminate the generation of toxic pollutants, organochlorine compounds mainly. One of the choices for this purpose was the use of technology based on enzymatic treatment by Laccase in TCF sequence. Each material generated by step study was analyzed. The sugarcane bagasse, and the pulps generated by hydrolysis were characterized how to cellulose, hemicellulose, lignin, ash and extractives. Cellulose generated before and after each bleaching stage was characterized, by ECF route reaching a reduction of the kappa number 80.5%, an increased of 3.6 times the degree of whiteness and little variation in viscosity. For TCF route was reduced by 48.7% kappa number, increase the degree of whiteness in 2.3 times and a improvement of fiber properties by increasing the viscosity. The methylcellulose was characterized by XRD, FTIR, TGA / DTG, SEM and solubility. It was concluded that the treatments were performed in an efficient manner, optimization of the bleaching stages provided a good purification of the pulp, from which good quality can be produced methylcellulose, confirmed by analysis of the material.

Desde meados da década de 70, os mercados brasileiros de açúcar e álcool têm passado por importantes transformações que conduziram o país de volta à posição de líder mundial na produção de cana-de-açúcar. O objetivo deste trabalho é avaliar o papel de choques de oferta (área e produtividade), de demanda (renda doméstica e exportação) e de preços (da cana e de açúcar e álcool) na evolução recente da produção de cana-de-açúcar. Durante a maior parte do período analisado, o setor sucroalcooleiro encontrava-se sob forte regulamentação estatal, com a produção de cana, de açúcar e de álcool limitadas por quotas, preços fixados e exportações determinadas pelo Instituto do Açúcar e do Álcool - IAA. Nos anos 80, a expansão da cana pode ser atribuída aos incentivos estatais concedidos para estimular a produção e o consumo de álcool combustível. Com o final da intervenção estatal sobre o setor, um novo modelo para a precificação da cana-de-açúcar tem distribuido, desde 1999, parte dos lucros obtidos com a comercialização do açúcar e do álcool ao longo da cadeia produtiva. O modelo econômico proposto é uma versão adaptada das representações utilizadas em Alves (2006) e Spolador (2006) e está fundamentado nas idéias de Blanchard e Quah (1989) para a decomposição das variações da produto em choques de oferta e de demanda. Os testes de raiz unitária seguiram a metodologia proposta por Dickey e Pantula (1987) e os testes de cointegração, a de Johansen (1988). O modelo foi estimado como um Vetor Auto-Regressivo - VAR estruturado, com as inovações sendo calculadas através da decomposição de Bernanke-Sims. Os resultados estimados corroboraram os pressupostos de exogeneidade da área e de endogeneidade da produtividade, do preço da cana, do preço de açúcar e álcool e da exportação. A área mostrou-se insensível a choques nas demais variáveis. Apesar de apresentar uma resposta geralmente positiva, a produtividade mostrou-se pouco sensível a choques não-reflexivos. Os preços (tanto da matéria-prima quanto dos produtos finais) também foram pouco sensíveis a choques nas demais variáveis. A exportação foi a variável mais sensível a choques, apresentando elásticidades maiores que a unidade em resposta a variações inesperadas das taxas de crescimento do preço da cana e da renda doméstica. Choques de oferta e de preços exibiram impacto permanente sobre a produção de cana-de-açúcar, enquanto choques de demanda apresentaram efeitos temporários. Entretanto, as elasticidades acumuladas de choques de oferta sobre a produção convergiram para valores superiores à unidade, e no caso de choques de preço, as elasticidades acumuladas tenderam para 0,25. Constatou-se, através da decomposição da variância dos erros de previsão da área e da produtividade, que os estímulos advindos da oferta são os mais importantes para explicar as flutuações na produção de cana-de-açúcar. / Since the mid 70s, the Brazilian sugar and ethanol markets have passed through noteworthy changes, leading the country back to the position of number one sugar cane producer in the world. The objective of this thesis is to evaluate the whole of shocks in supply (measured by area and yield unexpected variations), in demand (measured by domestic income and exports unexpected variations) and in prices on the recent developments in the sugar cane production. During most of the analyzed period, both sugar & ethanol - S&E sector was under government intervention, with quotadriven productions, fixed prices and regulated exports. In the mid-80s, sugar cane expansion was driven by governmental incentives to improve both the ethanol production and consumption. With the end of the governmental intervention over the S&E sector, a new model for establishing sugar cane prices has, since 1999, distributed the profits gathered in the sugar and ethanol trade throughout the productive chain. The proposed economic model is an adapted version of the representations used in Alves (2006) and Spolador (2006) and is based on the insights of Blanchard & Quah (1989) to analyze the composition of product variations. The unit root tests were performed following Dickey & Pantula (1987) methodology and the co-integration tests, Johansen\'s (1989). The model was estimated as a structural Auto-Regressive Vector, with innovations calculated through the Bernanke-Sims decomposition. The results confirmed the assumptions about the area\'s exogeneity and the yield, cane price, average S&E price and exports endogeneity. The area exhibited a non-sensitive response to shocks in other variables. Though presenting a generally positive response, the yield showed a low sensitivity to non-reflexive shocks. Both prices (from raw material and final products) also presented low sensitivity to shocks in other variables. The export was the most sensitive variable, with accumulated elasticity in response to shocks in sugar cane price and in domestic income higher than the unit. Supply and price shocks had a permanent impact over cane production, but demand shocks had a transitory effect over it. However, the accumulated elasticity from supply shocks over production converged to values above the unit, while the ones from price shocks converged to 0.25. Area and yield variance decompositions led to the conclusion that innovations coming from the supply side are the most important in explaining the fluctuations in the sugar cane production in Brazil.

O aumento na utilização do sistema de gotejamento em grandes culturas como a cana-de-açúcar, visa minimizar perdas hídricas durante o processo de irrigação, principalmente em períodos de escassez hídrica ocorrida no país. Para atingir tal propósito, o dimensionamento correto desse sistema de irrigação é de fundamental importância, viabilizando o manejo adequado e uso de práticas para aplicação de fertilizantes (solutos), via água de irrigação (fertirrigação). Nesse sentido, são necessárias informações um pouco mais precisas sobre a dinâmica da água e dos solutos no solo, os quais estão relacionados com a distribuição desta solução em torno do emissor (gotejador). Assim sendo, o principal objetivo dessa pesquisa consistiu em avaliar o desempenho do modelo HYDRUS-2D nas simulações numéricas da formação do volume de solo molhado sob irrigação por gotejamento subsuperficial, em diferentes fases de desenvolvimento da cultura de cana-de-açúcar (perfilhamento, crescimento dos colmos e maturação), buscando-se comparar os resultados obtidos pelas simulações do modelo com aqueles obtidos em condições experimentais. Para tal, foram coletados dados de umidade volumétrica do solo e das concentrações de potássio no solo, pela Técnica da Reflectometria no Tempo (TDR), tornando possível a obtenção de dados em tempo real da distribuição da solução, como também, auxiliar na avaliação e performance do modelo matemático HYDRUS-2D. Assim sendo, a referida pesquisa foi dividida em duas etapas: Etapa 1) Coleta de dados das propriedades físico-hídricas do solo e da distribuição da água e do potássio mediante um arranjo experimental, distribuído em dois tratamentos, inteiramente casualizados, sendo três repetições e seis parcelas, dispostos da seguinte maneira, Tratamento 1 (T1): sem cultivo de cana-de-açúcar e com emissor de vazão de 4,0 L h-1, Tratamento 2 (T2): com cultivo de cana-de-açúcar, com emissor de vazão 4,0 L h-1 e na Etapa 2) Foi realizada a simulação numérica da distribuição da solução (água e potássio), pelo modelo HYDRUS-2D nos respectivos estágios de desenvolvimento do cultivo da cana-de-açúcar (citados anteriormente). O desempenho do modelo foi avaliado com base nos seguintes parâmetros estatísticos: Raiz do Erro Quadrático Médio (RMSE) e Erro Absoluto Médio (MAE). A partir dos resultados obtidos nos parâmetros estatísticos, os dados estimados pelo modelo HYDRUS-2D obtiveram uma boa concordância em relação aos dados observados do conteúdo de água e da concentração de potássio presente no perfil de solo. Diante disso, pôde-se concluir que o modelo HYDRUS-2D forneceu uma caracterização aceitável do volume de solo molhado nas diferentes fases de desenvolvimento da cana-de-açúcar e também sem a presença da cultura. / Drip irrigation systems are increasingly being used for such major crops as sugarcane to minimize water losses during irrigation. Saving water is becoming more and more important also in Brazil because of increasing water scarcity in the country. Proper design of a drip irrigation system is fundamental to implementation of optimal water and nutrient management practices, including possible application of fertilizers with the irrigation water (fertigation). This in turn requires reliable information about expected water and solute distributions in the soil profile around the emitters (drippers) during and after irrigation The main objective of this research was to use the HYDRUS-2D software package to estimate wetted soil volumes around the drippers during subsurface drip irrigation at different stages of sugarcane development (tillering, stalk growth, maturation), and to compare numerical results with experimental data. Field data collected for this purpose included soil moisture and potassium concentration distributions using Time Domain Reflectometry (TDR). Results made it possible to follow evolving solute concentration distributions around the drippers in real time, and to evaluate the performance of HYDRUS-2D. The research was divided into two steps: Step 1 involved collection of physical and hydraulic data of the soil, as well as of water and potassium distributions by means of a completely randomized experimental arrangement using two treatments, each with three replicates. Treatments 1 and 2 were for the scenarios without and with sugarcane cultivation, with both treatments having a flow emitter rate of 4.0 L h-1. Step 2 involved HYDRUS-2D simulations of the moisture and potassium concentration distributions around the drippers at different stages of sugarcane development. Model performance was evaluated using the following statistical parameters: Mean Squared Error Root (RMSE) and Mean Absolute Error (MAE). From the results obtained in the statistical parameters, HYDRUS-2D predictions obtained a good agreement with the observed data of water content and the potassium concentration in the soil profile. Therefore, it was concluded that HYDRUS-2D model provided an acceptable characterization of the wetted volume at different stages of development of sugarcane and also without the presence of culture.

Com o crescente aumento da demanda energética e a redução dos recursos fósseis, os biocombustíveis obtidos a partir de biomassa lignocelulósica emergem como uma importante fonte de energia alternativa e sustentável. A biomassa lignocelulósica é formada basicamente por celulose, hemicelulose e lignina, cujo agrupamento compõem a complexa matriz da parede vegetal. A celulose é o principal composto de interesse presente na biomassa, uma vez que pode ser quebrada em glicose e usada no metabolismo de microrganismos para a posterior produção de etanol combustível. No entanto, diversos fatores tornam a biomassa recalcitrante ao processo de conversão, o que eleva o custo de produção dos biocombustíveis. Nesse contexto, proteínas aditivas, como as Expansinas vegetais vêm ganhando grande destaque devido à sua capacidade de afrouxar a parede celular por meio do enfraquecimento da ligação entre os polissacarídeos de forma não covalente, o que diminuí o estresse da parede celular e facilita assim a quebra da celulose por enzimas específicas. Assim, o presente trabalho teve como objetivo identificar genes da superfamília das Expansinas em quatro espécies de gramíneas (Zea mays, Sorghum bicolor, Brachypodium distachyon e Saccharum spp.). As sequências nucleotídicas obtidas a partir de bancos transcriptômicos de cana-deaçúcar foram usados na construção de árvores filogenéticas, por meio das quais pode se inferir as relações de ortologia entre espécies e selecionar sequências com potencial aplicação biotecnológica na promoção da sacarificação enzimática, aumento de biomassa e resistência vegetal à estresse abiótico, sendo estes ShEXPA14, ShEXPA24, ShEXPB22, ShEXPL3, ShEXPA1- zm, ShEXPA33, ShEXPB28, ShEXPB3, ShEXPB21, ShEXPB25 e ShEXPB4. Adicionalmente, os genes de sorgo e cana-de-açúcar foram caracterizados quanto aos domínios e motivos conservados das Expansinas de plantas, identificando as diferenças estre as subfamílias que podem contribuir para a maior especificidade das ?-expansinas em parede celular de gramíneas. / With increasing energy demand and the reduction of fossil resources, biofuels obtained from lignocellulosic biomass emerge as an important source of alternative and sustainable energy. The lignocellulosic biomass is basically formed by cellulose, hemicellulose and lignin, whose grouping makes up the complex matrix of the vegetal cell wall. Cellulose is the main compound of interest present in biomass since it can be broken down into glucose and used in the metabolism of microorganisms for the subsequent production of fuel ethanol. However, several factors make the biomass recalcitrant to the conversion process, which raises the biofuel production cost. In this context, additive proteins, such as vegetable Expansins have been gaining prominence due to their ability to loosen the cell wall by weakening the bond between the polysaccharides in a non-covalent way, which decreases the stress of the cell wall and thus facilitates the break of cellulose by specific enzymes. Thus, the present work aimed to identify nucleotide sequences of the Expansinas superfamily in four species of grasses (Zea mays, Sorghum bicolor, Brachypodium distachyon and Saccharum spp.). Sugarcane transcripts were used in the construction of phylogenetic trees, through which one can infer the relations of orthology between species and obtain sequences with potential biotechnological application in the promotion of enzymatic saccharification, biomass increase and plant resistance to abiotic stress, these being ShEXPA14, ShEXPA24, ShEXPB22, ShEXPL3, ShEXPA1-zm, ShEXPA33, ShEXPB28, ShEXPB3, ShEXPB21, ShEXPB25 and ShEXPB4. In addition, sorghum and sugarcane genes were characterized by the conserved domains and motifs of plant Expansins, identifying the differences between the subfamilies that may contribute to the greater specificity of the EXPB in the cell wall of grasses.

The environmental conditions driving the microbial community dynamics in crop soils remain unclear. Here, we focused on the spatial and temporal dynamics of microbial communities in soils cultivated with sugarcane under different soil managements, during two years. Our work was divided into three essential parts, where i) we discuss ecological models and theories for the microbial exploration in crop soils, arguing that those ecological models, which partitioned the microbial communities, may increase the resolution of the environmental and the microbial interactions; ii) we developed a probabilistic model based on the occurrence frequency of microorganisms across systems identifying the core microbial community. The model is based on the Poisson distribution, and it was tested in four datasets available in the Earth Microbiome Project; iii) we identified the core bacterial and fungal communities across soils cultivated with sugarcane, verifying which abiotic components could drive the composition of groups. We increased the resolution of the environmental and the microbial interactions, showing that the core and the variable microbial communities are driven by distinct abiotic components. We also observed that the core and variable microbial communities harbor distinct potential functionality, as nitrogen fixation being more predicted to the core bacterial commmunity, and nitrification process for the variable bacterial community. Our finds increase the knowledge of microbial dynamics and functionality, helping to reveal and explore the crop system microbiome. / As condições ambientais que podem modular a dinâmica da comunidade microbiana em solos de culturas são pouco conhecidas. O presente trabalho foi dividido em três partes essenciais, onde i) discutiu-se modelos e teorias ecológicas para a exploração microbiana em solo agrícolas, argumentando-se que os modelos ecológicos que particionam as comunidades microbianas, poderiam aumentar a resolução entre interações microbianas e o ambiente, ii) desenvolveu-se um modelo probabilístico baseado na freqüência de ocorrência de microorganismos através de sistema identificando a comunidade microbiana \"core\". O modelo baseou-se na distribuição de Poisson, sendo este testado em quatro conjuntos de dados disponíveis no Projeto \"Earth Microbiome\", e iii) identificou-se as comunidades bacterianas e fúngicas core em solos cultivados com cana-de-açúcar, verificando-se quais componentes abióticos poderiam modular a composição dos grupos. Com isso, elevou-se a resolução das interações ambiental e microbiana, indicando que o core microbiano e as comunidades microbianas variáveis são moduladas por componentes abióticos distintos. Observou-se também que as comunidades core e variável possuem funcionalidade potencial distinta, como fixação de nitrogênio mais predita para o core bacteriano e processo de nitrificação para a comunidade variável de bactérias. Os resultados do presente trabalho elevam o conhecimento da dinâmica e funcionalidade microbiana, ajudando a revelar e explorar o microbioma do sistema de cultivo.

Estudos sobre de métodos de preparo de solo são essenciais pela necessidade em se reduzir os impactos nos solos, decorrentes da intensificação da mecanização agrícola na cultura da cana-de-açúcar e pela busca de modelos que visem proporcionar uma maior qualidade para o solo e, consequentemente, a obtenção de melhores desenvolvimentos vegetativos e maiores produtividades. O presente trabalho teve como principal objetivo, a avaliação por meio de análises micromorfométricas, das alterações na estrutura do solo decorrentes de métodos distintos de preparo de solo. Foram avaliados o preparo convencional, a partir da mobilização do solo em área total, e o preparo profundo canteirizado, com a utilização de um modelo de implemento que permite realizar uma série de operações de preparo de solo de forma simultânea, que não mobiliza a região de passagem do rodado dos maquinários e delimita um canteiro preparado para o desenvolvimento das plantas. O solo da área experimental é classificado como Nitossolo Vermelho Eutrófico latossólico, de textura muito argilosa e foram abertas trincheiras nos tratamentos em momentos distintos do ciclo comercial da cultura, a fim de serem observadas as modificações de forma temporal. Nestas, foram coletadas amostras para análises de densidade do solo e amostras indeformadas de solo para a realização de análises micromorfométricas, para a quantificação e caracterização da área ocupada por poros, tanto na região de desenvolvimento da cultura (canteiro) quanto na área de passagem do rodado. Foi possível observar uma maior área ocupada por poros no canteiro do tratamento do preparo profundo canteirizado na primeira coleta, proporcionado pelo implemento, em relação ao preparo convencional, assim como uma maior participação de poros grandes complexos frente a poros de menor tamanho e arredondados. Porém, notou-se nas áreas sem influência do sistema radicular da planta, como na região de passagem do rodado e centro do canteiro, uma redução da área ocupada por poros entre uma coleta e outra, tanto por conta do tráfego agrícola quanto pela acomodação do solo desestruturado no preparo profundo canteirizado, podendo vir a acarretar em menores desenvolvimentos radiculares horizontalmente e deixando a área mais propicia a menores taxas de infiltração de água no solo, reduzindo o fluxo hídrico internamente e, consequentemente, aumentando os riscos da ocorrência de processos erosivos. Já no preparo convencional, os resultados indicaram uma manutenção da estrutura proporcionada pelo tipo de preparo entre as coletas, com poros menores e arredondados. / Studies about soil tillage methods are essential due to the necessity of reducing impact in soils caused by the intensification of mechanic agricultural operations in sugarcane. These studies are also important by the pursuit of models that enables a better quality to the soil and, as a consequence, obtaining better vegetative development and productivity. This study had as its main objective the evaluation of soil structural changes caused by different methods of soil tillage by micromorphometric analysis. Two soil tillage systems were evaluated, the conventional soil tillage, which mobilizes the soil in the whole area, and the deep bedding tillage, which is done by an agricultural implement that allows a series of operations simultaneously and does not mobilizes the soil in the wheel\'s path, delimiting a bed for the plant development. The soil of the experimental area is classified as a Eutric Nitisol with a high clay texture. Pitches were opened in the treatments in different timings during the commercial cycle of the culture aiming the observation of temporal modifications in the soil. Samples were collected for density analysis and undisturbed samples were collected for micromorphometric analysis, for quantification and characterization of the pore area in either the root development area (bed) or the wheel\'s path. It was possible to observe a largest pore area in the deep bedding tillage system on the first collection due to the implement when compared to the conventional, as well as a largest occurrence of complex pores against smaller rounded pores. However, it was observed in the areas without the direct influence of the root system, as in the wheel\'s path and bed center, a reduction of the pore area between the two collections because of agricultural machinery traffic and accommodation of the unstructured soil in the deep bedding tillage system. This occurrence might incur in lowering root development horizontally and letting the area prone to lower water infiltration, which reduces the water flow internally and increases the risk of erosive processes. As regards the conventional tillage system, the results indicated a structural maintenance enabled by the tillage method between the collections, presenting smaller rounded pores.

Os fungos micorrízicos arbusculares (FMAs, filo Glomeromycota) formam associações simbióticas com a maioria das plantas vasculares. Normalmente, as hifas dos FMAs crescem no solo e colonizam o interior das raízes. No entanto, não se sabe se as espécies mais abundantes detectadas no solo, por meio da identificação com base na morfologia dos esporos assexuais, são também as mais abundantes no interior das raízes, devido às dificuldades para a identificação dos FMAs com base nas estruturas intrarradiculares. Assim, o objetivo do presente trabalho foi avaliar a estrutura da comunidade de FMAs em cana-de-açúcar sob dois manejos de colheita por meio da identificação das espécies que estão no solo na forma de esporos assexuais e aquelas que estão nas raízes usando o sequenciamento de clones do gene rRNA 18S. Amostras de solo e raízes de cana-de-açúcar de três variedades e dois manejos de colheita: SEM QUEIMA prévia e COM QUEIMA prévia à colheita, foram coletadas em um experimento localizado no município de Novo Horizonte, SP. Foram utilizadas três abordagens para a identificação dos FMAs no interior das raízes: emprego de (1) iniciador específico para fungos em geral, (2) iniciador específico para FMAs e (3) iniciadores específicos para grupos de FMAs. O número de esporos por 50 g de solo, a riqueza de espécies observada e estimada e a diversidade de esporos não diferiram significativamente entre os manejos SEM QUEIMA e COM QUEIMA. Efeitos significativos de variedades de cana-de-açúcar ou na interação dos fatores manejo e variedade não foram observados. A análise de ordenação com base nos esporos identificados também não indicou separação das amostras em função dos tratamentos. Entretanto, plantas do tratamento sob manejo SEM QUEIMA apresentaram as maiores taxas de colonização micorrízica arbuscular, quando comparadas às plantas do tratamento sob manejo COM QUEIMA. Esses dados indicam que a taxa de colonização micorrízica arbuscular é um indicador mais sensível à mudança de manejo de colheita da cana-de-açúcar do que os outros indicadores avaliados. Após a extração de DNA das raízes, o uso dos iniciadores específicos para fungos em geral, para FMAs e iniciadores específicos para grupo de FMAs não resultou em sequências de Glomeromycota. Mesmo assim, a comunidade de fungos associados às raízes detectada por sequenciamento do gene rRNA 18S foi avaliada. Os resultados indicam que a estrutra da comunidade fúngica associada às raízes de cana-de-açúcar diferiu significativamente entre os manejos de colheita SEM QUEIMA e COM QUEIMA prévia, apesar de não haver diferenças na riqueza e índices de diversidade de unidades taxonômicas operacionais observadas. Em geral, estudos adicionais devem ser feitos para otimizar as condições para amplificação do gene rRNA 18S de FMAs para melhor entender a ecologia dos mesmos. / Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF, Glomeromycota) form mutualistic symbioses with most land plants. AMF hypha generally grow through the soil and colonize the cortical tissue of the plant roots. However, it is not known whether the most abundant species in the soil, determined based on the morphology of asexual spores are the most abundant inside the roots, due the difficulties in identifying AMF based on intraradical structures. Therefore, the aim of this study was to evaluate the AMF community structure in sugarcane rhizosphere and roots under two harvesting managements, based on spores in the soil and sequencing of 18S rRNA gene clones, respectively. Sugarcane rhizosphere soil and roots were sampled from three varieties, under two harvesting managements: without pre-harvesting burning and with pre-harvesting burning, at an experimental field located in Novo Horizonte (São Paulo, Brazil). Three approaches were used to identify AMF inside the roots: (1) using fungi-specific primers, (2) using AMF-specific primers and (3) using AMF group-specific primers. The number of spores in the soil, the observed and estimated species richness and the diversity of AMF spores in the treatments without and with pre-harvesting burning were not statistically different. Statistically significant effects of sugarcane varieties or the interaction of the factors Harvesting Management and Varieties were not observed. Ordination analysis based on the identified spores did not show clustering by treatments. However, intraradical root colonization rates were higher in the treatment without pre-harvesting burning, as compared to the treatment with pre-harvesting burning. These data indicate that intraradical colonization rate may be used as a more sensitive indicator of environmental changes due to harvesting management, as compared to the other indicators evaluated. The use of fungi-specific, AMF-specific and AMF group-specific primers did not allow the detection of Glomeromycota in the sugarcane roots sampled from the field experiment. Nonetheless, the fungal communities associated with sugarcane roots detected by 18S rRNA gene clone sequencing were evaluated. The results indicate that the fungal communities associated with sugarcane roots from the treatments without and with pre-harvesting burning were statistically different, even though no differences in operational taxonomic unit richness and diversity indices were observed. In general, additional studies are necessary to optimize AMF 18S rRNA gene amplification for a better understanding of their ecology.

O trabalho teve por objetivo avaliar o aproveitamento e a distribuição do nitrogênio e do enxofre adicionado ao solo como fertilizante no sistema solo-cana-de-açúcar (cana-planta), utilizando-se os isótopos estáveis 15N e 34S . Objetivou-se também avaliar a contribuição do nitrogênio mineralizado dos resíduos culturais marcados em 15N e incorporados ao solo, numa condição próxima a de reforma de canavial sem despalha a fogo. Foram quantificadas as perdas por lixiviação de N e S proveniente do solo e dos fertilizantes, com verificação da resposta em produção e qualidade da cana-planta à adubação com N e S no plantio, e realizado o balanço final do N e S no sistema solo-cana-de-açúcar. A pesquisa foi desenvolvida na Estação Experimental Apta 15 em Piracicaba/SP, com o uso de vasos plásticos de 220 L preenchidos com aproximadamente 250 kg de solo de textura arenosa. Foram realizados, simultaneamente, dois experimentos em delineamento experimental de blocos casualizados com quatro repetições. O primeiro experimento constituiu-se de um fatorial completo 4 X 2 (quatro doses de N: 0, 1,2, 2,4 e 3,6 g N vaso-1 e duas doses de S: 0 e 2,1 g S vaso-1 ) e com aplicação de fertilizantes marcados isotopicamente (15N - 10% em átomos e 34S- 9,5% em átomos) e resíduos culturais (folhas secas, ponteiros e raízes + rizomas) sem marcação isotópica. O segundo experimento constituiu-se de cinco tratamentos com a combinação dos níveis de N e S, com a diferença de terem recebido resíduo cultural com marcação isotópica (15N- 0,827% em átomos). Na camada superficial de terra (0-25cm) foram adicionados os restos culturais e o calcário. Após a calagem foi realizada a aplicação dos tratamentos e o plantio com o transplante de três gemas por vaso da cultivar de cana-de-açúcar SP 80-3280. Os experimentos tiveram duração de 16 meses. O aumento na extração de N, proporcionado pelo aumento das doses de N-fertilizante resultou em sinergismo na extração de S. Nas condições do trabalho, com limitação da nutrição nitrogenada da canaplanta, a fertilização com S associada à de N não resultou em efeito sinérgico na produtividade da cultura; entretanto houve resposta em produtividade às doses crescentes de N, sem haver resposta à aplicação de S. A lixiviação de S (S-fertilizante e S-nativo do solo) diminuiu com o aumento das doses de N. O balanço final para o N indicou aproveitamento pelas plantas de 35% do Nfertilizante e 14% dos resíduos culturais, com efeito residual do N dessas fontes de 34 e 75% do N respectivamente. O N não contabilizado no sistema foi de 10 e 31% , respectivamente, para as fontes N-resíduo cultural e N-fertilizante, o que se atribuiu a possíveis perdas de amônia por volatilização do solo e pela parte aérea e, também, a desnitrificação. Para o balanço final de S verificou-se aproveitamento de 32% do S-fertilizante pelas plantas, com efeito residual no solo de 43% da fertilização. O S não contabilizado no sistema atingiu valor máximo de 10% do total aplicado, sendo atribuído à perda por volatilização de SO2 pela parte aérea da cana-de-açúcar. / This work\'s objective was to evaluate the use and distribution of nitrogen and sulfur added to the soil as fertilizers in the soil-sugarcane system (plant cane), using the stable isotopes 15N and 34S. The study also aimed to evaluate the contribution of nitrogen mineralized from sugar cane crop residues labeled with 15N and incorporated into the soil, in a condition similar to that found in the renovation of a sugarcane plantation without burning the trash. Losses of N and S from the soil and from the fertilizers via leaching were quantified. Sugarcane responses in terms of yield and plant cane quality to N and S fertilization at planting were determined, and the N and S final balances in the soil-sugarcane system were calculated. The research was conducted at the Apta 15 Experiment Station in Piracicaba/SP, using 220 L-capacity plastic pots filled with approximately 250 kg of a sandy-textured soil. Two experiments were conducted simultaneously in a random block experimental design with four replicates. The first experiment consisted of a full 4 X 2 factorial arrangement (four N doses: 0, 1.2, 2.4, and 3.6 g N pot-1 and two S doses: 0 and 2.1 g S pot-1) and application of isotopically labeled fertilizers (15N- 10% in atoms and 34S-9.5% in atoms) and crop residues (dry leaves, shoots and roots + rhizomes) without isotopic labeling. The second experiment consisted of five treatments involving those N and S level combinations, except that they received isotopically labeled crop residues (15N- 0.827% in atoms). Crop residues and lime were added to the soil surface layer (0-25cm). The treatments were applied after liming, and planting was accomplished by transplanting three buds per pot of sugarcane cultivar SP 80-3280. The experiments lasted 16 months. The increased N extraction provided by increased fertilizer N doses resulted in S-extraction synergism. In the conditions of this study, under nitrogen nutrition limitation in plant cane, S fertilization in association with N fertilization did not result in a synergistic crop productivity effect; however, there was a productivity response to increasing N doses, without response to S application. S leaching (fertilizer S and native S from the soil) decreased as N doses increased. The final N balance indicated a 35% utilization by plants of fertilizer-N and 14% of crop residue-N, with residual effects in those sources of 34 and 75% N, respectively. The unaccounted N in the system were 10 and 31%, respectively, for crop residue-N and fertilizer-N sources, which were attributed to ammonia losses by volatilization from the soil and via the above-ground part of the plant, and to denitrification. A 32% utilization of fertilizer-S by the plants was verified in the final S balance, with a residual effect in the soil of 43% of fertilization. S not accounted for in the system reached a maximum value of 10% of the total applied, attributed to losses by SO2 volatilization via the above-ground part of the sugarcane plants.

A adubação nitrogenada é um dos principais componentes na formação do custo de produção, devido ao elevado preço dos fertilizantes juntamente com a baixa eficiência dos mesmos, que no caso da ureia, é resultante principalmente das perdas por volatilização, que se intensifica em sistemas de cultivo com preservação de restos culturais sobre o solo. Assim, objetivou-se avaliar a influência de diferentes fontes de nitrogênio, nas perdas de N-NH3, nos teores de NH4 + e NO3 - no solo, no estado nutricional, no acumulo de nutrientes no colmo, na produção e atributos tecnológicos da primeira soqueira da cana- de- açúcar, variedade SP83- 2847, colhida sem queima prévia da palhada, conduzida entre setembro de 2010 e agosto de 2011, na região canavieira do município de Piracicaba-SP. O experimento foi composto por cinco fontes e um controle, em blocos ao acaso, analisados estatisticamente através de contrastes ortogonais. As fontes estudadas para fornecer dose de N igual a 120 kg ha-1 foram: ureia, ureia revestida com enxofre, ureia revestida com ácido bórico e sulfato de cobre, nitrato e sulfato de amônio. A avaliação da volatilização de NH3 foi realizada até os 22 dias após a adubação. Os teores de amônio e nitrato no solo foram avaliados em 4 épocas e 3 profundidades diferentes. A diagnose foliar da folha +1 foi realizada 4 meses após a adubação. O acumulo de nutrientes no colmo, a produção e os atributos tecnológicos foram determinados por ocasião da colheita. A agregação de novas tecnologias à uréia resulta na redução das perdas de nitrogênio por volatilização de amônia. Contudo, as menores perdas de nitrogênio por volatilização de amônia são encontradas com uso de nitrato e sulfato de amônio. A adição de substância prontamente acidificante (ácido bórico) à ureia é mais eficiente na redução das perdas por volatilização e na exportação de nutriente pela cana-deaçúcar, em relação à adição de substância com ação gradual de acidificação (enxofre elementar). O fornecimento de nitrogênio via fertilizantes convencionais, bem como pela ureia com tecnologia agregada, promoveu elevação dos teores de amônio e nitrato no solo, sendo que as amplitudes desses teores variaram de acordo com a fonte de nitrogênio. A adubação nitrogenada promove melhor estado nutricional para a cana-de-açúcar, independente da fonte utilizada. O estado nutricional da cultura, avaliado pela técnica de diagnose foliar, revelou teores de nutrientes dentro da faixa de suficiência, em todos os tratamentos, inclusive sem a aplicação de nitrogênio. / Nitrogen fertilization is one of the major components in the formation of production costs, due to the high prices of fertilizers along with their low efficiency, which in the case of urea comes mainly from the losses by volatilization, which are intensified in crop systems preserving crop residues over the soil surface. The objective of this work was to evaluate the influence of different nitrogen sources over the N-NH3 losses, the NH4 + and NO3 - soil contents, the nutritional status, the nutrients accumulation in the stem, the yield and the technological attributes of the first sugarcane ratoon, SP83-2847 variety, harvested without prior burning of the stubble, was conducted between September 2010 and August 2011, in the sugarcane region of Piracicaba-SP. The experiment was composed by five nitrogen sources and one control treatment, in randomized blocks, statistically analyzed by orthogonal contrasts, using Tukey and Scott-Knot tests. The studied nitrogen sources, all providing 120 kg ha-1 of N, were: urea, sulfur coated urea, urea coated by boric acid and copper sulfate, ammonium nitrate and ammonium sulfate. The NH3 volatilization was evaluated until 22 days after the fertilization. Ammonium and nitrate contents in soil were evaluated in 4 periods and 3 depths. The leaf analysis in the Leaf +1 was held 4 months after fertilization. The accumulation of nutrients in the stem, the yield and technological attributes were determined at the harvest. The addition of new technologies to the urea, in this study, led to a reduction in the nitrogen losses by ammonia volatilization. The lower nitrogen losses by ammonia volatilization were found in the use of ammonium nitrate and ammonium sulfate. The addition of new technologies to the urea leads to a reduction in nitrogen losses by ammonia volatilization. However, the lowest nitrogen losses by ammonia volatilization are found using ammonium nitrate and ammonium sulfate. The addition of a readily acidifying substance (boric acid) to the urea is more efficient in the reduction of nitrogen losses by volatilization and in the nutrient exportation by the sugarcane, compared to the addition of a gradual acidifying action substance (elemental sulfur). Nitrogen supply through regular fertilizers or urea with added technology caused an increase in ammonia and nitrate contents in the soil, and their amplitudes vary according to the nitrogen source. Nitrogen fertilization provides a better nutritional status to the sugarcane, regardless of the nitrogen source used. The crop nutritional status, evaluated by leaf analysis, revealed that the nutrient levels are within the sufficiency range, in all treatments, even with no nitrogen application.

A cultura da cana-de-açúcar é a segunda maior cultura em valor de produção agrícola do país. Nos últimos anos ocorreu uma alteração no cenário canavieiro passando de colheita manual de cana queimada para mecanizada de cana crua. A colheita mecanizada da cana-de-açúcar acarreta muitos benefícios ambientais, porém o tráfego intenso de maquinários resulta na compactação do solo. Desse modo, buscamos avaliar como o efeito das alteração física do solo causado pelo tráfego de máquinas durante a colheita da cana interfere na composição das comunidades microbianas, especialmente as que participam das transformações do nitrogênio. As parcelas experimentais foram divididas em colheita manual (PDTR) e colheita mecanizada (PD). Todos os demais manejos e tratos culturais foram iguais, isolando a influência do impacto do maquinário durante a colheita. Para a avaliação da microbiota realizamos análise da estrutura da comunidade (DGGE ou T-RFLP) e análise de abundância (qPCR) de bactérias, fungos, arquéias, e do ciclo do nitrogênio envolvendo os genes marcadores para a nitrificação (amoA - AOA e AOB), fixação de nitrogênio (nifH) e desnitrificação (nirK, nirS, nosZ clado I e II). Observamos apenas a diferença dos parâmetros físicos na camada superficial por meio da resistência a penetração. A alteração no perfil da comunidade de bactérias e arquéias mostra que ambas são responsivas ao tratamento com tráfego do maquinário. Em relação aos microrganismos envolvidos nas transformações de nitrogênio, AOA foi altamente responsiva ao impacto do tráfego agrícola em ambos os tipos de textura, mas teve diferença na abundância apenas no solo arenoso. O gene nifH apresentou diferença na diversidade em solo argiloso e diferença de abundância em solo arenoso. E por fim, sugerimos que o gene nosZ em subsuperfície pode indicar uma possível campactação antes dos parâmetros físicos do solo. / In Brazil, sugarcane is the second most value of agricultural production. Lately, the harvest management in sugarcane fields has changed from manual harvesting methods with pre-harvest burns to mechanical harvests with green cane (unburnt harvest). The mechanized harvest brings many ambiental benefits. However, the intense traffic due to agricultural machines over the years is resulting in soil compaction. The purpose of this work was to evaluate how the physical effect of mechanized harvesting can interfere with the composition of soil microbial community, specially the microbial involved in the nitrogen cycle. Experimental plots were divided into manual harvest (PDTR) and mechanized harvest (PD). All aspects of crop management are the same, so we were able to study the impact of mechanical harvester traffic during the harvest in isolation. To evaluation of the microbiome we analyzed community structure (DGGE ou T-RFLP) along with their abundance (qPCR) for soil bacterial, fungal and archaeal, and microorganisms involved in the transformation of nitrogen that we used gene markers for nitrification (amoA - AOA and AOB), nitrogen fixation (nifH) and denitrification (nirK, nirS, nosZ clade I and II). We observed the difference between physical parameters only in topsoil by soil penetration resistance. Our results indicated structured community changes of bacterial and archaeal showed us that both are responsive to treatment of machinery traffic. Microorganisms involved in the nitrogen cycle, our results presented that AOA is highly responsive to the impact of agricultural traffic on both soil texture, but we observed the difference in abundance only in sandy soil. The nifH gene was different on community structure in clay soil and on abundance in sandy soil. Moreover, we suggest that nosZ gene could indicate a possible soil compaction before the physical parameters in a layer between 20 and 40 cm.