O potencial produtivo de trigo e cevada é um dos conceitos utilizados para estimar a condição nutricional das plantas e sua relação com o rendimento de grãos. O manejo racional da adubação nitrogenada requer o estudo de variáveis que expressem de maneira mais dinâmica este potencial por ocasião da emissão da sexta folha. Os instrumentos, baseados em sensoriamento remoto terrestre (como o GreenSeeker), poderão vir a ser uma ferramenta promissora para este fim. Para isso, foram conduzidos, na EEA da UFRGS, em Eldorado do Sul - RS, nos anos de 2006 e 2007 estudos, tendo por objetivo principal: desenvolver e validar um modelo para estimar classes de potencial produtivo a partir de leituras de NDVI relacionadas a uma variável de planta. E, mais especificamente, caracterizar o efeito dos elementos da superfície de fundo (solo mais resíduo) e dos elementos meteorológicos que influenciam nas leituras de NDVI do dossel. As maiores modificações do NDVI foram determinadas pelo tipo de resíduo (milho e soja), presença de solo exposto, umidade do solo e molhamento do dossel e solo. Estes elementos geraram o modelo de correção do NDVI, a ser validado futuramente em lavouras. A variável mais correlacionada ao NDVI do dossel foi a biomassa acumulada na parte aérea. Sobre esta relação, foi gerado novo modelo, ajustando-se quatro classes de potencial produtivo (baixo, médio, alto e muito alto) para os resíduos de milho e soja. A validação deste modelo foi realizada em lavoura, no ano de 2006, em Victor Graeff - RS. Verificou-se correlação, na variabilidade espacial, das classes de potencial produtivo, geradas pelo NDVI, com a biomassa. O modelo gerado é aplicável a longo prazo, pois eliminou as diferenças entre cultivares e espécies. Apesar da baixa correspondência destas classes com o rendimento de grãos, foi alta a correspondência com a eficiência de uso do N pelas plantas, sendo os maiores valores de NDVI coincidentes com as menores eficiências. Trabalhos futuros deverão relacionar diferentes tipos de resposta ao N, em cada classe de potencial produtivo, visando adequar as doses a serem aplicadas. / Wheat and barley yield potential is a new concept used to predict plant nutritional demands and their relationship with grain yield. Rational nitrogen management requires variables which express plant’s yield potential in real-time at 6-leaf-stage. A new methodology using a sensor based on proximal remote sensing (GreenSeeker) was tested in several experiments carried out at EEA/UFRGS, Eldorado do Sul – RS, in 2006 and 2007. Background effects (soil surface and mulch straw) and meteorological elements on the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) were determined and a model based on classes was developed to estimate yield potential on an agronomic trait. NDVI was affected by crop residue straw (corn or soybean), bare soil, soil humidity and dew. NDVI was correlated to shoot dry biomass and the generated model was based on four yield biomass potential classes (low, medium, high and very high) for corn and soybean residues. The model was validated on a 7 ha wheat crop area and a strong correlation was found between yield potential classes (NDVI) and shoot dry biomass. Besides that, the model eliminated the differences between varieties and species. Nevertheless, the correlation between yield potential classes and grain yield was low but the correlation of classes with nitrogen response was higher. Future studies must be based on nitrogen’s response in every class of the model to predict different N rates.

A disponibilidade dos íons + 4 NH e - 3 NO em concentrações e proporções desbalanceadas entre si no solo pode interferir na absorção e assimilação do N de forma distinta entre plantas alterando o seu crescimento e desenvolvimento. O presente trabalho objetivou caracterizar esta dinâmica do N pelas culturas de arroz e de cevada supridas com distintas concentrações e proporções destes íons. Para isso foram conduzidos sete experimentos em sistema hidropônico e dois em meio estéril na casa de vegetação da Faculdade de Agronomia da UFRGS, nos anos de 2005 a 2007. Quatro experimentos (três com aeração na solução) foram conduzidos com a cultivar de cevada MN 698 e cinco experimentos (quatro sem aeração na solução e um com aeração na solução) foram conduzidos com a cultivar de arroz IRGA 417. Os tratamentos constaram de uma testemunha (sem N) e de cinco concentrações de N (1, 5, 10, 20 e 30 mmol L-¹) sendo que em cada concentração foram distribuídas cinco proporções entre as formas dos íons + 4 NH e - 3 NO sendo elas: 100% + 4 NH ; 75% + 4 NH e 25% - 3 NO ; 50% + 4 NH e 50% - 3 NO ; 25% + 4 NH e 75% - 3 NO ; 100% - 3 NO. A baixa atividade das enzimas NAR (reductase do nitrato) e GS (sintetase da glutamina) na parte aérea e raízes de arroz e de cevada com o aumento no suprimento de N contribuiu para o incremento no conteúdo de N mineral livre ( + 4 NH e - 3 NO ) na raiz e parte aérea das culturas. O fornecimento de N sob as formas amoniacal e nítrica promoveu incremento no N acumulado pela biomassa resultando em maior desenvolvimento foliar do colmo principal (CP), maior freqüência e sincronismo dos afilhos emitidos com o CP e maior rendimento de biomassa em relação ao suprimento de N nas formas isoladas. O suprimento crescente de N sob a forma amoniacal resultou em absorção e acúmulo de + 4 NH livre na raiz e parte aérea das plantas o que reduziu o crescimento e o desenvolvimento das plantas das duas culturas ocasionando senescência em plantas de arroz. O incremento na assimilação do N absorvido com o suprimento de - 3 NO em mistura com + 4 NH contribuiu para a redução no conteúdo de + 4 NH livre na raiz e parte aérea e, conseqüentemente, promoveu o crescimento e o desenvolvimento das plantas de cevada e de arroz. / The unbalanced concentration and proportion of ammonium ( + 4 NH ) and nitrate ( - 3 NO ) ions in the soil may affect N (nitrogen) absorption and assimilation in plant species, thus influencing their growth and development. Nitrogen (N) dynamics in rice and barley crops induced by varying the concentration and ratio of the above mentioned ions was the aim of the present work. Seven sets of experiments were carried out in a hydroponic system and two sets in a sterile environment, in a greenhouse at UFRGS in Porto Alegre, RS, between 2005 and 2007. Four experiments (three in aerated conditions) were carried out with MN 698 barley cultivar and five experiments (one in aerated conditions) were carried out with IRGA 417 rice cultivar. Treatments consisted of basic Hoagland nutrient solution with five distinct N concentrations (1, 5, 10, 20 and 30 mmol L-¹). For each concentration five different ratios of ammonium and nitrate ions were used: 100% + 4 NH ; 75% + 4 NH and 25% - 3 NO ; 50% + 4 NH and 50% - 3 NO ; 25% + 4 NH and 75% - 3 NO ; 100% - 3 NO. NAR and GS enzymes showed low activity in shoots and roots in both rice and barley with increased N availability which was also responsible for the high amount of free mineral N found in the shoots and roots of these crops. The supply of both + 4 NH and - 3 NO compared with any single ion increased the amount of N in the plant biomass. It also led to a greater rate of main-stem leaf development, frequency and synchronism between main-stem and tillers leaf and increase in the amount of plant biomass. The supply of N in the form of + 4 NH or - 3 NO resulted in free ammonium accumulation in roots and shoots and also reduced growth and development of the barley and rice plants, sometimes causing plant death in the case of rice. A mixed supply of ammonium and nitrate and contributed to the reduction of the free ammonium content in roots and shoots and promoted growth and development of the barley and rice crops.

O potencial produtivo de trigo e cevada é um dos conceitos utilizados para estimar a condição nutricional das plantas e sua relação com o rendimento de grãos. O manejo racional da adubação nitrogenada requer o estudo de variáveis que expressem de maneira mais dinâmica este potencial por ocasião da emissão da sexta folha. Os instrumentos, baseados em sensoriamento remoto terrestre (como o GreenSeeker), poderão vir a ser uma ferramenta promissora para este fim. Para isso, foram conduzidos, na EEA da UFRGS, em Eldorado do Sul - RS, nos anos de 2006 e 2007 estudos, tendo por objetivo principal: desenvolver e validar um modelo para estimar classes de potencial produtivo a partir de leituras de NDVI relacionadas a uma variável de planta. E, mais especificamente, caracterizar o efeito dos elementos da superfície de fundo (solo mais resíduo) e dos elementos meteorológicos que influenciam nas leituras de NDVI do dossel. As maiores modificações do NDVI foram determinadas pelo tipo de resíduo (milho e soja), presença de solo exposto, umidade do solo e molhamento do dossel e solo. Estes elementos geraram o modelo de correção do NDVI, a ser validado futuramente em lavouras. A variável mais correlacionada ao NDVI do dossel foi a biomassa acumulada na parte aérea. Sobre esta relação, foi gerado novo modelo, ajustando-se quatro classes de potencial produtivo (baixo, médio, alto e muito alto) para os resíduos de milho e soja. A validação deste modelo foi realizada em lavoura, no ano de 2006, em Victor Graeff - RS. Verificou-se correlação, na variabilidade espacial, das classes de potencial produtivo, geradas pelo NDVI, com a biomassa. O modelo gerado é aplicável a longo prazo, pois eliminou as diferenças entre cultivares e espécies. Apesar da baixa correspondência destas classes com o rendimento de grãos, foi alta a correspondência com a eficiência de uso do N pelas plantas, sendo os maiores valores de NDVI coincidentes com as menores eficiências. Trabalhos futuros deverão relacionar diferentes tipos de resposta ao N, em cada classe de potencial produtivo, visando adequar as doses a serem aplicadas. / Wheat and barley yield potential is a new concept used to predict plant nutritional demands and their relationship with grain yield. Rational nitrogen management requires variables which express plant’s yield potential in real-time at 6-leaf-stage. A new methodology using a sensor based on proximal remote sensing (GreenSeeker) was tested in several experiments carried out at EEA/UFRGS, Eldorado do Sul – RS, in 2006 and 2007. Background effects (soil surface and mulch straw) and meteorological elements on the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) were determined and a model based on classes was developed to estimate yield potential on an agronomic trait. NDVI was affected by crop residue straw (corn or soybean), bare soil, soil humidity and dew. NDVI was correlated to shoot dry biomass and the generated model was based on four yield biomass potential classes (low, medium, high and very high) for corn and soybean residues. The model was validated on a 7 ha wheat crop area and a strong correlation was found between yield potential classes (NDVI) and shoot dry biomass. Besides that, the model eliminated the differences between varieties and species. Nevertheless, the correlation between yield potential classes and grain yield was low but the correlation of classes with nitrogen response was higher. Future studies must be based on nitrogen’s response in every class of the model to predict different N rates.

A disponibilidade dos íons + 4 NH e - 3 NO em concentrações e proporções desbalanceadas entre si no solo pode interferir na absorção e assimilação do N de forma distinta entre plantas alterando o seu crescimento e desenvolvimento. O presente trabalho objetivou caracterizar esta dinâmica do N pelas culturas de arroz e de cevada supridas com distintas concentrações e proporções destes íons. Para isso foram conduzidos sete experimentos em sistema hidropônico e dois em meio estéril na casa de vegetação da Faculdade de Agronomia da UFRGS, nos anos de 2005 a 2007. Quatro experimentos (três com aeração na solução) foram conduzidos com a cultivar de cevada MN 698 e cinco experimentos (quatro sem aeração na solução e um com aeração na solução) foram conduzidos com a cultivar de arroz IRGA 417. Os tratamentos constaram de uma testemunha (sem N) e de cinco concentrações de N (1, 5, 10, 20 e 30 mmol L-¹) sendo que em cada concentração foram distribuídas cinco proporções entre as formas dos íons + 4 NH e - 3 NO sendo elas: 100% + 4 NH ; 75% + 4 NH e 25% - 3 NO ; 50% + 4 NH e 50% - 3 NO ; 25% + 4 NH e 75% - 3 NO ; 100% - 3 NO. A baixa atividade das enzimas NAR (reductase do nitrato) e GS (sintetase da glutamina) na parte aérea e raízes de arroz e de cevada com o aumento no suprimento de N contribuiu para o incremento no conteúdo de N mineral livre ( + 4 NH e - 3 NO ) na raiz e parte aérea das culturas. O fornecimento de N sob as formas amoniacal e nítrica promoveu incremento no N acumulado pela biomassa resultando em maior desenvolvimento foliar do colmo principal (CP), maior freqüência e sincronismo dos afilhos emitidos com o CP e maior rendimento de biomassa em relação ao suprimento de N nas formas isoladas. O suprimento crescente de N sob a forma amoniacal resultou em absorção e acúmulo de + 4 NH livre na raiz e parte aérea das plantas o que reduziu o crescimento e o desenvolvimento das plantas das duas culturas ocasionando senescência em plantas de arroz. O incremento na assimilação do N absorvido com o suprimento de - 3 NO em mistura com + 4 NH contribuiu para a redução no conteúdo de + 4 NH livre na raiz e parte aérea e, conseqüentemente, promoveu o crescimento e o desenvolvimento das plantas de cevada e de arroz. / The unbalanced concentration and proportion of ammonium ( + 4 NH ) and nitrate ( - 3 NO ) ions in the soil may affect N (nitrogen) absorption and assimilation in plant species, thus influencing their growth and development. Nitrogen (N) dynamics in rice and barley crops induced by varying the concentration and ratio of the above mentioned ions was the aim of the present work. Seven sets of experiments were carried out in a hydroponic system and two sets in a sterile environment, in a greenhouse at UFRGS in Porto Alegre, RS, between 2005 and 2007. Four experiments (three in aerated conditions) were carried out with MN 698 barley cultivar and five experiments (one in aerated conditions) were carried out with IRGA 417 rice cultivar. Treatments consisted of basic Hoagland nutrient solution with five distinct N concentrations (1, 5, 10, 20 and 30 mmol L-¹). For each concentration five different ratios of ammonium and nitrate ions were used: 100% + 4 NH ; 75% + 4 NH and 25% - 3 NO ; 50% + 4 NH and 50% - 3 NO ; 25% + 4 NH and 75% - 3 NO ; 100% - 3 NO. NAR and GS enzymes showed low activity in shoots and roots in both rice and barley with increased N availability which was also responsible for the high amount of free mineral N found in the shoots and roots of these crops. The supply of both + 4 NH and - 3 NO compared with any single ion increased the amount of N in the plant biomass. It also led to a greater rate of main-stem leaf development, frequency and synchronism between main-stem and tillers leaf and increase in the amount of plant biomass. The supply of N in the form of + 4 NH or - 3 NO resulted in free ammonium accumulation in roots and shoots and also reduced growth and development of the barley and rice plants, sometimes causing plant death in the case of rice. A mixed supply of ammonium and nitrate and contributed to the reduction of the free ammonium content in roots and shoots and promoted growth and development of the barley and rice crops.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária, 2013. / Submitted by Jaqueline Ferreira de Souza (jaquefs.braz@gmail.com) on 2013-05-02T12:03:49Z No. of bitstreams: 1 2013_RenatoFernandoAmabile_Parcial.pdf: 3662930 bytes, checksum: 173dc2dd353132060792cc71017ddac7 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-05-02T12:53:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_RenatoFernandoAmabile_Parcial.pdf: 3662930 bytes, checksum: 173dc2dd353132060792cc71017ddac7 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-05-02T12:53:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_RenatoFernandoAmabile_Parcial.pdf: 3662930 bytes, checksum: 173dc2dd353132060792cc71017ddac7 (MD5) / A versatilidade da cevada (Hordeum vulgare L.) em adaptar-se a diversos ambientes e a sua importância econômica proporcionou sua introdução no Cerrado, como cultura irrigada de inverno, na década de 70. Contudo, o êxito da sua inserção dentro do sistema de produção no Cerrado necessita de estudos contínuos e direcionados ao desenvolvimento de cultivares mais produtivas, com maior qualidade malteira e mais adaptadas. A caracterização e avaliação dos recursos genéticos da cevada, mediante caracterização agronômica e de qualidade e aliando o emprego de técnicas moleculares é a base do sucesso dos programas de melhoramento genético. Neste trabalho, objetivou-se gerar informações moleculares, morfoagronômicas e de qualidade de grãos, por meio da caracterização de genótipos elite de cevada irrigada e de estimativas de parâmetros genéticos, visando explorar mais eficientemente a variabilidade genética existente e permitir o desenvolvimento de variedades mais produtivas, com maior qualidade malteira e adaptadas a diferentes condições edafoclimáticas sob irrigação no Cerrado. Conduziu-se o ensaio na área experimental da Embrapa Cerrados, Planaltina, DF, situada a 15º35’ 30’’ de latitude Sul e 47º42’30’’ de longitude Oeste, numa altitude de 1.007 m, sob sistema de irrigação convencional. Foram avaliados 39 genótipos elite de cevada, hexástica e dística, provenientes da Coleção de Trabalho da Embrapa Cerrados, de origens diversas, adotando-se o delineamento experimental de blocos ao acaso, com quatro repetições. A variabilidade genética foi estimada utilizando 12 caracteres morfoagronômicos quantitativos, 10 caracteres de qualidade malteira e com base em 160 marcadores moleculares RAPD. Foram obtidos 160 marcadores RAPD, dos quais 141 (88,12%) foram polimórficos encontrando-se elevada variabilidade genética, passível de ser utilizada no melhoramento genético. Observou-se a existência de variabilidade genética entre os genótipos de cevada avaliados para caracteres qualitativos malteiros, sendo que os caracteres qualitativos que mais contribuíram para a divergência genética foram o nitrogênio solúvel e β-glucanas. A dissimilaridade genética de acessos elite de cevada com base em características morfoagronômicas foi estimada com base na distância generalizada de Mahalanobis e as análises de agrupamento foram realizadas utilizando como critério o método do UPGMA e o método das coordenadas principais. Foram observadas diferenças altamente significativas entre os genótipos para todas as características avaliadas. As características que mais contribuíram para a variabilidade foram a área foliar da folha bandeira e o espigamento, enquanto o teor de proteína e o acamamento foram as que menos contribuíram. Foi verificada uma tendência de agrupamento dos materiais dísticos e hexásticos. As correlações genotípicas encontradas foram, para todos os caracteres, em valores absolutos, superiores às suas correspondentes correlações fenotípicas e ambientais. Houve grande contribuição dos fatores genéticos na expressão dos caracteres e a acurácia seletiva foi alta para todos os caracteres. As elevadas magnitudes dos coeficientes de variação genética e das estimativas da herdabilidade ampla indicaram a existência de variabilidade genética apontando a possibilidade de obterem-se ganhos genéticos com a seleção para todos os caracteres. As distâncias genéticas estimadas com base em marcadores moleculares, características quantitativas e qualitativas foram fracamente correlacionadas, evidenciando a complementaridade dos diferentes grupos de características no estudo da diversidade genética. A utilização de índices de seleção e a análise da dispersão gráfica dos genótipos permitiram a seleção de genótipos promissores e indicação de cruzamentos para maximizar efeitos heteróticos e complementaridade gênica no programa de melhoramento genético da cevada irrigada no Cerrado. Como resultado finalístico desse trabalho, foi selecionada a BRS Savanna, para o cultivo em Goiás, Minas Gerais e do Distrito Federal. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The economic importance of barley (Hordeum vulgare L.) and its versatility to adapt to diverse environments afforded its introduction in the Savanna in the 70s as an irrigated winter crop. However, the success of the integration of barley within the production system in the Savanna requires continuous research and directed the development of more productive cultivars with higher malt quality and better adapted to the environment. The agronomical and quality characterization and evaluation of genetic resources of barley combining the use of molecular techniques is the basis for success of breeding programs. This work aimed to generate agronomic, grain quality and molecular information, through the characterization and the estimation of genetic parameters using a collection of elite genotypes. This information would allow to explore more efficiently the genetic variability and to enable the development of more productive varieties with higher malt quality and adapted to different soil and climatic conditions under irrigation in the Savanna. The experiments were conducted at the Embrapa Cerrados, Planaltina, DF, Brazil, located at 15°35'30" S latitude, 47°42'30" E longitude and 1.007 m located at 15º35'30'', under conventional sprinkling irrigation system. Thirty-nine elite, two and six-rowed barley genotypes from a Working Collection of Embrapa Cerrados from various origins, were evaluated, in a randomized complete block design with four replications. Genetic variability was estimated using 12 quantitative morphological characteristics, 10 parameters of malt quality and based on 160 RAPD markers. From the160 RAPD markers, 141 (88.12%) were polymorphic indicating high genetic variability, which can be used in breeding. It was observed that there is genetic variability for the malting qualitative traits among the barley genotypes evaluated, and the qualitative traits that contributed the most to the genetic diversity were soluble nitrogen and β-glucans. The genetic diversity of elite barley accessions based on agro-morphological traits was estimated based on the Mahalanobis distance and cluster analyses were performed using as criteria the UPGMA method and the method of principal coordinates. Highly significant differences were found among the genotypes for all traits evaluated. The traits that most contributed to the variability were the flag leaf area and silking, while the protein content and lodging were the traits that contributed the least. A cluster tendency of two and six-rowed samples was observed. The genotypic correlations found for all traits were greater than their corresponding phenotypic and environmental correlations. A significant influence of genetic factors on the traits expression was observed and it could be concluded that the phenotypic expression is decreased depending on the environment conditions. The selection accuracy was rated high for all traits. The high values found in the estimation of the coefficients of genetic variation and broad sense heritability indicated the existence of large genetic variability, allowing the possibility of obtaining genetic gains through the selection for all characters. The genetic distances estimated by molecular markers on quantitative and qualitative traits were weakly correlated, showing the complementarily of different groups of features in the study of genetic diversity. The use of selection indices and graphical analysis of the dispersion of genotypes allowed the selection of promising genotypes and directing crosses to maximize complementarily and heterosis effects on a genetic breeding program of irrigated barley in the Savanna. As a result of this advanced work the variety Savanna BRS was selected for cultivation in the Brazilian States of Goiás, Minas Gerais and Federal District.

O potencial produtivo de trigo e cevada é um dos conceitos utilizados para estimar a condição nutricional das plantas e sua relação com o rendimento de grãos. O manejo racional da adubação nitrogenada requer o estudo de variáveis que expressem de maneira mais dinâmica este potencial por ocasião da emissão da sexta folha. Os instrumentos, baseados em sensoriamento remoto terrestre (como o GreenSeeker), poderão vir a ser uma ferramenta promissora para este fim. Para isso, foram conduzidos, na EEA da UFRGS, em Eldorado do Sul - RS, nos anos de 2006 e 2007 estudos, tendo por objetivo principal: desenvolver e validar um modelo para estimar classes de potencial produtivo a partir de leituras de NDVI relacionadas a uma variável de planta. E, mais especificamente, caracterizar o efeito dos elementos da superfície de fundo (solo mais resíduo) e dos elementos meteorológicos que influenciam nas leituras de NDVI do dossel. As maiores modificações do NDVI foram determinadas pelo tipo de resíduo (milho e soja), presença de solo exposto, umidade do solo e molhamento do dossel e solo. Estes elementos geraram o modelo de correção do NDVI, a ser validado futuramente em lavouras. A variável mais correlacionada ao NDVI do dossel foi a biomassa acumulada na parte aérea. Sobre esta relação, foi gerado novo modelo, ajustando-se quatro classes de potencial produtivo (baixo, médio, alto e muito alto) para os resíduos de milho e soja. A validação deste modelo foi realizada em lavoura, no ano de 2006, em Victor Graeff - RS. Verificou-se correlação, na variabilidade espacial, das classes de potencial produtivo, geradas pelo NDVI, com a biomassa. O modelo gerado é aplicável a longo prazo, pois eliminou as diferenças entre cultivares e espécies. Apesar da baixa correspondência destas classes com o rendimento de grãos, foi alta a correspondência com a eficiência de uso do N pelas plantas, sendo os maiores valores de NDVI coincidentes com as menores eficiências. Trabalhos futuros deverão relacionar diferentes tipos de resposta ao N, em cada classe de potencial produtivo, visando adequar as doses a serem aplicadas. / Wheat and barley yield potential is a new concept used to predict plant nutritional demands and their relationship with grain yield. Rational nitrogen management requires variables which express plant’s yield potential in real-time at 6-leaf-stage. A new methodology using a sensor based on proximal remote sensing (GreenSeeker) was tested in several experiments carried out at EEA/UFRGS, Eldorado do Sul – RS, in 2006 and 2007. Background effects (soil surface and mulch straw) and meteorological elements on the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) were determined and a model based on classes was developed to estimate yield potential on an agronomic trait. NDVI was affected by crop residue straw (corn or soybean), bare soil, soil humidity and dew. NDVI was correlated to shoot dry biomass and the generated model was based on four yield biomass potential classes (low, medium, high and very high) for corn and soybean residues. The model was validated on a 7 ha wheat crop area and a strong correlation was found between yield potential classes (NDVI) and shoot dry biomass. Besides that, the model eliminated the differences between varieties and species. Nevertheless, the correlation between yield potential classes and grain yield was low but the correlation of classes with nitrogen response was higher. Future studies must be based on nitrogen’s response in every class of the model to predict different N rates.

A disponibilidade dos íons + 4 NH e - 3 NO em concentrações e proporções desbalanceadas entre si no solo pode interferir na absorção e assimilação do N de forma distinta entre plantas alterando o seu crescimento e desenvolvimento. O presente trabalho objetivou caracterizar esta dinâmica do N pelas culturas de arroz e de cevada supridas com distintas concentrações e proporções destes íons. Para isso foram conduzidos sete experimentos em sistema hidropônico e dois em meio estéril na casa de vegetação da Faculdade de Agronomia da UFRGS, nos anos de 2005 a 2007. Quatro experimentos (três com aeração na solução) foram conduzidos com a cultivar de cevada MN 698 e cinco experimentos (quatro sem aeração na solução e um com aeração na solução) foram conduzidos com a cultivar de arroz IRGA 417. Os tratamentos constaram de uma testemunha (sem N) e de cinco concentrações de N (1, 5, 10, 20 e 30 mmol L-¹) sendo que em cada concentração foram distribuídas cinco proporções entre as formas dos íons + 4 NH e - 3 NO sendo elas: 100% + 4 NH ; 75% + 4 NH e 25% - 3 NO ; 50% + 4 NH e 50% - 3 NO ; 25% + 4 NH e 75% - 3 NO ; 100% - 3 NO. A baixa atividade das enzimas NAR (reductase do nitrato) e GS (sintetase da glutamina) na parte aérea e raízes de arroz e de cevada com o aumento no suprimento de N contribuiu para o incremento no conteúdo de N mineral livre ( + 4 NH e - 3 NO ) na raiz e parte aérea das culturas. O fornecimento de N sob as formas amoniacal e nítrica promoveu incremento no N acumulado pela biomassa resultando em maior desenvolvimento foliar do colmo principal (CP), maior freqüência e sincronismo dos afilhos emitidos com o CP e maior rendimento de biomassa em relação ao suprimento de N nas formas isoladas. O suprimento crescente de N sob a forma amoniacal resultou em absorção e acúmulo de + 4 NH livre na raiz e parte aérea das plantas o que reduziu o crescimento e o desenvolvimento das plantas das duas culturas ocasionando senescência em plantas de arroz. O incremento na assimilação do N absorvido com o suprimento de - 3 NO em mistura com + 4 NH contribuiu para a redução no conteúdo de + 4 NH livre na raiz e parte aérea e, conseqüentemente, promoveu o crescimento e o desenvolvimento das plantas de cevada e de arroz. / The unbalanced concentration and proportion of ammonium ( + 4 NH ) and nitrate ( - 3 NO ) ions in the soil may affect N (nitrogen) absorption and assimilation in plant species, thus influencing their growth and development. Nitrogen (N) dynamics in rice and barley crops induced by varying the concentration and ratio of the above mentioned ions was the aim of the present work. Seven sets of experiments were carried out in a hydroponic system and two sets in a sterile environment, in a greenhouse at UFRGS in Porto Alegre, RS, between 2005 and 2007. Four experiments (three in aerated conditions) were carried out with MN 698 barley cultivar and five experiments (one in aerated conditions) were carried out with IRGA 417 rice cultivar. Treatments consisted of basic Hoagland nutrient solution with five distinct N concentrations (1, 5, 10, 20 and 30 mmol L-¹). For each concentration five different ratios of ammonium and nitrate ions were used: 100% + 4 NH ; 75% + 4 NH and 25% - 3 NO ; 50% + 4 NH and 50% - 3 NO ; 25% + 4 NH and 75% - 3 NO ; 100% - 3 NO. NAR and GS enzymes showed low activity in shoots and roots in both rice and barley with increased N availability which was also responsible for the high amount of free mineral N found in the shoots and roots of these crops. The supply of both + 4 NH and - 3 NO compared with any single ion increased the amount of N in the plant biomass. It also led to a greater rate of main-stem leaf development, frequency and synchronism between main-stem and tillers leaf and increase in the amount of plant biomass. The supply of N in the form of + 4 NH or - 3 NO resulted in free ammonium accumulation in roots and shoots and also reduced growth and development of the barley and rice plants, sometimes causing plant death in the case of rice. A mixed supply of ammonium and nitrate and contributed to the reduction of the free ammonium content in roots and shoots and promoted growth and development of the barley and rice crops.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária, Programa de Pós-Graduação em Agronomia, 2012. / Submitted by Elna Araújo (elna@bce.unb.br) on 2012-06-26T18:41:45Z No. of bitstreams: 1 2012_VitorAntunesMonteiro.pdf: 1190256 bytes, checksum: f05e14ab2fa765ca1a26a3dbf36cceb7 (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Ferreira de Souza(jaquefs.braz@gmail.com) on 2012-06-27T12:56:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_VitorAntunesMonteiro.pdf: 1190256 bytes, checksum: f05e14ab2fa765ca1a26a3dbf36cceb7 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-06-27T12:56:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_VitorAntunesMonteiro.pdf: 1190256 bytes, checksum: f05e14ab2fa765ca1a26a3dbf36cceb7 (MD5) / O início da produção comercial de cevada (Hordeum vulgare L.) no Brasil data da década de 1930, nos estados do Sul. Sua inserção no Cerrado do planalto central brasileiro ocorreu em 1976 graças à sua adaptabilidade às condições edafoclimáticas deste bioma e aos apoios governamentais, da EMBRAPA e de iniciativas privadas. O sucesso do cultivo, entretanto, depende do conhecimento e utilização da variabilidade genética existente em bancos de germoplasma. No Brasil, ainda que se disponha de ampla coleção de acessos, não se tem uma caracterização sistemática e nem informações sobre o valor dos mesmos em programas de melhoramento. O objetivo deste trabalho foi estimar parâmetros genéticos, fenotípicos e ambientais de componentes de produção e caracteres morfoagronômicos por análise da diversidade entre acessos de cevada pré-selecionados, para formar coleção de trabalho, identificando genótipos a serem utilizados no melhoramento genético da cevada irrigada no Cerrado. Conduziu-se o experimento na Embrapa Cerrados, Planaltina, DF, situada a 15º35’30’’ de latitude Sul e 47º42’30’’ de longitude Oeste, numa altitude de 1.007 m, sob irrigação, entre 18 de junho e 17 de outubro de 2010, composto por 433 acessos, além de BRS 180 e BRS 195 (testemunhas), em delineamento de testemunhas intercalares. Para estimar os parâmetros genéticos foram utilizados 13 descritores morfoagronômicos quantitativos e, para a comparação entre acessos, onze quantitativos e quatro categóricos. Foram encontradas altas magnitudes de herdabilidade e coeficiente de variação genético para as características agronômicas avaliadas, além de forte correlação negativa para interação rendimento x dias para espigamento e teor de proteína. A dissimilaridade genética entre os pares de acessos foi estimada utilizando o coeficiente de Gower e, a partir disso, foram aplicados o método de otimização de Tocher e a dispersão gráfica das distâncias no plano. As distâncias genéticas variaram de 0,025 a 0,572, com média de 0,256. Os acessos foram distribuídos em 18 grupos pelo método de Tocher, de forma coerente ao observado na dispersão gráfica. A divergência genética existente na coleção pesquisada, aliada às altas herdabilidades e coeficientes de variação genética, permitem definir acessos para compor blocos de cruzamentos em programas de melhoramento genético de cevada em ambiente de Cerrado irrigado. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The commercial production of barley (Hordeum vulgare L.) in Brazil began in the 1930s, at first in the southern states. Its insertion into the Brazilian Savannah Highland occurred in 1976 thanks to its adaptability to the edafoclimatic conditions of this biome and to the government subsidies, EMBRAPA and private initiatives. The success of this crop relies, however, on the knowledge and use of genetic variability present in germplasm banks. In Brazil, even though large access collections are available, a systematic characterization of them, with information on genetic parameters estimates and statistics does not exist. The aim of this work was to estimate genetic, phenotypic and environmental parameters of yield components and morfoagronomic characters, by analyzing diversity among pre-selected accessions, to integrate a core collection for barley breeding at irrigated savannah conditon. The experiment was conducted in Embrapa Cerrados, Planaltina, DF, Brazil, located at 15º35'30'' south latitude and 47º42'30'' west longitude at an altitude of 1007 m, under irrigation, between 18 June and 17 October 2010, composed of 433 accesses, plus BRS180 and BRS 195 (checks), in an interpolated control design. To estimate the genetic parameters 13 quantitative morphological descriptors were used while the comparison between accesses were made by eleven quantitative and four discrete. High magnitudes of heritability and genetic variation coefficient were found for the agronomic traits evaluated, besides of strong negative correlation between yield x days to earing and protein content. The genetic dissimilarity between access pairs was estimated using Gower’s coefficient and, from this, the optimizing Tocher method and the graphic dispersion distance were applied. The genetic distances varied between 0.025 and 0.572, with mean of 0.256. The accessions were distributed in 18 groups by the Tocher method, which were directly related to the graphic dispersion. The existing genetic divergence in the collection under study, ally to high heritabilities and genetic variation coefficients, allows the identification of accessions to be used in crossing blocs from a breeding programme directed to savannah environment.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária, Programa de Pós-Graduação em Agronomia, 2014 / Submitted by GLENDA RANY MÁXIMO DE SOUZA (rany.maximo@gmail.com) on 2014-09-12T15:32:46Z No. of bitstreams: 1 2014_RicardoMenesesSayd.pdf: 1397603 bytes, checksum: f81dad44bbde5161fab98d6dec50fff9 (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Ferreira de Souza(jaquefs.braz@gmail.com) on 2014-09-12T15:52:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_RicardoMenesesSayd.pdf: 1397603 bytes, checksum: f81dad44bbde5161fab98d6dec50fff9 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-09-12T15:52:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_RicardoMenesesSayd.pdf: 1397603 bytes, checksum: f81dad44bbde5161fab98d6dec50fff9 (MD5) / A cultura da cevada (Hordeum vulgare L.) tem se mostrado com alto potencial para integrar sistemas de produção do Cerrado irrigado em razão da sua capacidade agronômica de adaptação e pela crescente demanda por essa commodity. Todavia, apenas a cevada tradicional ou com casca, com viés cervejeiro, vem sendo explorada pelos melhoristas brasileiros. Nos últimos anos, a cevada nua ou ‘’Hulless barley’’, tem despertado um grande interesse devido as suas propriedades físico-químicas relacionadas à saúde. Essas características podem ser aproveitadas tanto para malteação como na alimentação animal e humana, dando oportunidade e oferta ao negócio agrícola, de forma a incluir novas oportunidades comerciais. Nesse sentido, ações de pesquisa e desenvolvimento são necessárias para gerar informações moleculares e agronômicas de diferentes acessos de cevada nua e, posteriormente, utilizar a variabilidade genética para o desenvolvimento de cultivares adaptadas. Neste trabalho, objetivou-se quantificar e caracterizar a variabilidade genética de 18 acessos de cevada nua com base em marcadores moleculares e caracteres agronômicos, além de selecionar acessos com características agronômicas desejáveis para cultivo no sistema de produção irrigado no Cerrado. Foram avaliados 18 acessos de cevada nua, além de três acessos de cevada com grãos cobertos que serviram como referência. Os experimentos foram realizados em dois locais no Distrito Federal: na Embrapa Cerrados, Planaltina-DF, situada a 15º35’30’’ de latitude Sul e 47º42’30’’ de longitude Oeste, numa altitude de 1.007 m; e na Embrapa Produtos e Mercado (SPM), localizada em Recanto das Emas-DF a 15°54’53’’ de latitude Sul e 48°02’14’’ de longitude Oeste, em uma altitude de 1.254 m, ambos irrigados via pivô central, de maio a Setembro de 2012. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao acaso com três repetições. As características avaliadas foram: rendimento de grãos, classificação comercial de primeira, segunda e terceira classe, peso de mil sementes, altura de plantas, grau de acamamento, ciclo de espigamento, peso hectolítrico e teor de proteína no grão. A caracterização molecular foi realizada com base em 157 marcadores moleculares RAPD e nos dez caracteres agronômicos. Foram obtidas as matrizes de distância genética entre os genótipos com base em marcadores moleculares e características quantitativas. Foram realizadas análises de agrupamento e dispersão gráfica dos acessos. Foi constatada alta variabilidade genética molecular e agronômica entre os acessos, possibilitando a utilização das mesmas pelo programa de melhoramento genético. Observou-se tendência de agrupamento dos genótipos etíopes e uma significativa dispersão dos genótipos brasileiros, os quais apresentaram maior variabilidade genética molecular. Com base nas características agronômicas, foram verificados dois agrupamentos mais consistentes, um com os materiais dísticos e outro com os hexásticos. Os genótipos mais divergentes foram os dísticos CI 13453, CN Cerrado 5, CN Cerrado 1 e CN Cerrado 2. Os genótipos PI 356466, CN Cerrado 1, PI 370799 e CI 13453 apresentaram características 8 agronômicas de interesse e foram distintos geneticamente, sendo indicado para a base de cruzamentos visando à seleção de genótipos promissores, maximizando os efeitos heteróticos e a complementaridade gênica dentro do programa de melhoramento genético da cevada nua irrigada no Cerrado. Os dados obtidos na caracterização agronômica foram submetidos à análise de variância e as médias agrupadas entre si pelo teste de Tukey. Foram detectadas diferenças significativas a 1% entre os acessos para todas as características avaliadas. Há possibilidade de se obter ganhos genéticos devido aos elevados valores do coeficiente de variação genotípico. Foi observada alta herdabilidade para todas as características, exceto para teor de proteína, possibilitando a transferência de características de interesse dos genitores para seus descendentes. Os acessos CI 13453, CN Cerrado 1, CN Cerrado 2, CN Cerrado 5 e PI356466 destacaram-se dos demais em relação as características agronômicas, rendimento de grãos, classificação comercial de primeira, acamamento e proteína. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The barley (Hordeum vulgare L.) has shown a high potential for integrating irrigated production systems in the Brazilian Savanna due to its agronomic adaptability and to the increasing demand for this commodity. However, only the traditional or covered barley, with brewing characteristics, has been explored by Brazilian breeders. In recent years, the naked barley, or hulless barley, has aroused great interest due to its physical and chemical properties related to health. These characteristics can be availed for both malting and human or animal feeding, providing opportunity and supply to the agriculture business, in a way to include new commercial opportunities. In this sense, actions in research and development are needed to generate molecular and agronomic information from different barley accessions and, posteriorly, use the genetic variability for the development of adapted cultivars. In this study, it was aimed to quantify and characterize the genetic variability of 18 accessions of hulless barley based on molecular markers and agronomic traits, and select accessions with desired agronomic traits for cultivation in irrigated production system in the Brazilian Savanna. Eighteen accessions of hulless barley were evaluated, and three accessions of covered barley served as reference. The experiments were performed in two sites in Distrito Federal: Embrapa Cerrados, Planaltina-DF, 15º35’30’’ latitude south and 47º42’30’’ longitude West, 1.007 meters high; and Embrapa Produtos e Mercado (SPM), Recanto das Emas-DF, 15°54’53’’ latitude South and 48°02’14’’ longitude West, 1.254 meters high, both irrigated via central pivot, from May to September of 2012. It was used the randomized blocks experimental design with three replicates. The evaluated characteristics were: grain yield; commercial classification of first, second, and third class; thousand seeds weight; plant height; lodging level; earing cycle; hectoliter weight; and grain protein content. The molecular characterization was performed based on 157 RAPD molecular markers and on the ten agronomic traits. Matrices of genetic distance among the genotypes were obtained based on molecular markers and quantitative traits. Graphic grouping and dispersion analysis of the accessions were made. High molecular and agronomic genetic variability were found among the accessions, enabling their use by the breeding program. It was observed a tendency to grouping among the Ethiopian genotypes and a significant dispersion among the Brazilian genotypes, which presented higher molecular genetic variability. Based on the agronomic characteristics, two more consistent groupings were identified, one with the two-rowed materials and another with the six-rowed materials. The more divergent genotypes were the two-rowed CI 13453, CN Cerrado 5, CN Cerrado 1, and CN Cerrado 2. The PI 356466, CN Cerrado 1, PI 370799, and CI 13453 genotypes presented agronomic traits of interest and were genetically different, being indicated for the crossing base aiming promising genotypes selection, maximizing the heterotic effects and the genic complementarity inside the breeding program of the hulless irrigated barley in the Cerrado. 10 The data obtained in the agronomic characterization were subjected to the statistical analysis of variance and the grouped means where analyzed by the Tukey test. Significant differences were observed at 1% among the accessions for all the evaluated traits. There’s the possibility of obtaining genetic gains due to the high values of the genotypic variation coefficient. High heritability was found for all the characteristics, except protein content, enabling the trait of interest transfer from the parents to the descendants. The accessions CI 13453, CN Cerrado 1, CN Cerrado 2, CN Cerrado 5, and PI356466 stood out among the others in relation to the agronomic traits, grain yield, commercial classification of first class, lodging, and protein content.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária, 2006. / Submitted by Kathryn Cardim Araujo (kathryn.cardim@gmail.com) on 2009-10-29T10:24:29Z No. of bitstreams: 1 2006_Anderson Cordeiro.pdf: 556320 bytes, checksum: 3d52dcc954a796a4b8d56c68fa557890 (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2010-02-02T21:53:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2006_Anderson Cordeiro.pdf: 556320 bytes, checksum: 3d52dcc954a796a4b8d56c68fa557890 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-02-02T21:53:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2006_Anderson Cordeiro.pdf: 556320 bytes, checksum: 3d52dcc954a796a4b8d56c68fa557890 (MD5) Previous issue date: 2006-07-13 / O crescimento da produção de cevada na região do cerrado, sob plantio direto è suma importância para que se possa atingir a auto-suficiência deste cereal. O objetivo deste trabalho foi obter as doses econômicas de fertilizantes, avaliar o estado nutricional, e analisar os parâmetros, matéria seca, altura da planta, peso de mil sementes, percentagem de germinação e teor de proteína no grão. O trabalho foi realizado na Embrapa Cerrados (CPAC), localizada em Planaltina, DF, em um Latossolo Vermelho-Amarelo de textura argilosa, com altitude de 720m, em área de primeiro ano de plantio direto, irrigado por aspersão. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso, com quatro repetições, utilizando a matriz experimental Plan Puebla II. Os tratamentos testados foram a combinação dos quatro níveis de N (0, 30, 60 e 90 kg.ha-1), P2O5 (0, 40, 80 e 120 kg.ha-1) e K2O (0, 30, 60 e 90 kg.ha-1). Cada parcela foi constituída de 9 linhas de 3,5 m de comprimento, com espaçamento de 0,20 m entre linhas, e uma população de 250 plantas.m-2. No início do enchimento dos grãos foram coletadas amostras de plantas para determinar o peso da matéria seca. Ao final do ciclo, 133 dias após a germinação, foram coletadas 5 plantas em cada parcela, para definir a altura de plantas. Após a colheita foi avaliada a produtividade, o peso de mil grãos e foram coletadas amostras de grãos para avaliar a germinação e o teor de proteína. As doses econômicas foram obtidas em função das diferentes relações entre o preço do produto e o preço de cada nutriente. A variável peso de mil grãos não apresentou diferença significativa. Os tratamentos 5 (30-80-60) e 4 (30- 80-30) apresentam a maior e menor produtividade média, 4.328 e 2.681 kg.ha-1, respectivamente, sendo estatisticamente diferentes. A matéria seca apresentou diferença significativa entre os tratamentos, sendo que o tratamento 12 (90-80-60) e o tratamento 1 (30- 40-30) apresentaram o maior e o menor peso de matéria seca, 3698 e 2280 kg.ha-1, respectivamente. As doses econômicas foram 45 kg.ha-1 de N, 49 kg.ha-1 de P2O5 e 48 kg.ha-1 de K2O. Os teores de proteínas nos grão encontram-se acima do nível recomendado em todos os tratamentos. No perfilhamento e no enchimento dos grãos foram coletadas aproximadamente 50 folhas bandeira, de cada parcela, onde foram determinados os seguintes nutrientes: N, P, K, Ca, Mg, S, B, Zn, Fe, Mn e Cu. Foi definida a melhor época de amostragem por meio da análise de regressão linear múltipla, entre a produtividade e os teores foliares dos nutrientes. Tendo sido realizados cálculos para definir os níveis de suficiência dos nutrientes. A avaliação dos estados nutricionais da cultura, obtida através da análise foliar, apresentaram divergências entre os métodos utilizados. É recomendado que se faça a diagnose nutricional da cultura no perfilhamento, para que se tenha tempo hábil para possíveis correções na adubação. Os nutrientes com alta probabilidade de resposta à adubação, em ordem crescente em percentagem de tratamentos são: B (28,6%) > K (21,5%) > Mn=Ca=P (14,3%) > Mg (7,2%). O Índice de Balanço Nutricional (IBN) não apresentou correlação significativa com a produtividade. ________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The Increase of total barley production and acreage in the Brazilian Cerrado under no till system is important for self-sufficiency and sustainability. The objective of this work was to obtain economic doses of fertilisers, evaluate nutritional status and analyse several parameters such as dry matter, plant height, weight of thousand seeds, germination and protein content. The work was carried out in the Embrapa Cerrados, on a clay textured Oxisol found 720m above sea level, in a first year of no till planting system, irrigated by sparkling system. It was a random block design experiment, with 4 replicates, using experimental matrix Pan Puebla II. Tested treatments were a combination of four levels of N (0, 30, 60 e 90 kg.ha-1), P2O5 (0, 40, 80 e 120 kg.ha-1) and K2O (0, 30, 60 e 90 kg.ha-1). Each plot had 9 lines with 3,5m length, and distance between rows of 0,2 m, with a population of 250 plants.m-2. In the beginning of the grain filling, samples of shoot were collected, in order to determine the dry matter. At the end of the cycle, 133 days after germination, 5 plants were collected in each plot, in order to measure plant height. After harvest, the parameters evaluated were yield, weight of 1000 grains, seed germination and protein content. The economic dose was obtained using the relation between grain and fertilisers prices. Weight of 1000 grains did not show significant differences. Treatments 5 (30-80-60) and 4 (30-80-30) showed higher and lower average productivity, respectively, with statistic significant differences. Economic doses were 45 kg.ha-1 for N, 49 kg.ha-1 for P2O5 e 48 kg.ha-1 for K2O. Protein content was higher than recommended in all treatments. During lodging and grain filling about 50 flag leaves were collected in each plot and the following nutrients were determined: N, P, K, Ca, Mg, S, B, Zn, Fe, Mn e Cu. The best physiological stage for sampling was determined using linear regression between yield and leaf nutrient content. Sufficiency levels of nutrients were calculated. Evaluated methods showed differences considering nutritional status of culture. Nutritional diagnosis during tillering stage is recommended in order to correct nutrient level as soon as possible. Nutrients with the highest possibility of increasing productivity expressed in %, were in the following increasing order: B (28,6%) > K (21,5%) > Mn=Ca=P (14,3%) > Mg (7,2%). Nutritional balance index did not show correlation with productivity.