Este trabalho descreve um instrumento microprocessado para a avaliação de clorofila em plantas com a possibilidade da armazenagem de dados até 64 kbytes de 32 posições com tamanho de pixel de 1 a 16 cm2. O instrumento encontra várias aplicações na agricultura, principalmente onde o monitoramento é requerido. As principais aplicações estão em operações de fertilização e irrigação, onde o manejo de eventos são controlados pelas condições críticas como a disponibilidade de nitrogênio no solo. Resultados mostram que a operação individual ou em grupo dos sensores garantem uma adequada acurácia e resolução para aplicações agrícolas. O instrumento possibilita a fazendeiros, pesquisadores ou consultores a oportunidade do manejo localizado para sistemas de tomada de decisão. O instrumento é baseado em uma arquitetura dedicada baseada no microcontrolador 80535 e sua utilização proporciona redução de custos de processos agrícolas e redução de contaminação ambiental. / This work describes a microprocessed instrument for evaluation of chlorophyll in plants, and recording of data up to 64 kbytes at thirty-two positions with pixel size from 2 to 1.420 mm2. The instrument meets different applications in the agricultural science area, where monitoring is required. Also would apply to operations of fertilization and irrigation, where the management of events can be triggered by critical conditions such as soil nitrogen contents. Results have shown that characterization of the instrument and its individual sensors guaranteeing an adequate accuracy and resolution for agricultural application. It provides the farmer or consultant the opportunity to establish localized management rules for decision support systems. The instrument is based on complementary metal oxide semiconductor devices as well as the 80535 microcontroller. It may be operated in automatic or non-automatic mode.

Made available in DSpace on 2016-08-17T17:11:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTACAO_ANTONIA DE LIMA DA SILVA.pdf: 596277 bytes, checksum: 87785a3c189c598f2fcb892036144118 (MD5) Previous issue date: 2015-05-07 / FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA E AO DESENVOLVIMENTO CIENTIFICO E TECNOLÓGICO DO MARANHÃO / In the humid tropics, construction and soil fertility maintenance represent a challenge for farmers and also for the researchers who are dedicated to the implementation of sustainable farming systems. The objective was to evaluate the influence of ground cover use of inorganic nitrogen and increase efficiency of water use on the soil mechanical resistance to penetration, chlorophyll content and productive corn parameters in the agri-environmental conditions of the humid tropics. The treatments were: soil cover with corn + inorganic nitrogen (Ninorg) + shift watering every 4 days (4CN); Corn with ground cover + shift watering every 4 days (4C); Without mulching corn + shift + Ninorg watering every 4 days (4SN); Corn without soil cover + shift watering every 4 days (4); Corn with ground cover + shift + Ninorg watering every 8 days (8CN); Corn with ground cover + shift watering every 8 days (8C); Without mulching corn + Ninorg + shift watering every 8 days (8SN); Corn without cover soil + shift watering every 8 days (8S). In reading I to relative chlorophyll content (CRT I) 4CN treatment differed from all the other treatments being similar only with the 4SN treatment. Soil moisture levels differ between treatments in the evaluations performed at 4 and 8 days after irrigation, the evaluation performed at 4 days after irrigation, the 4CN treatments, 4C and 8C with higher percentages differ from 4SN treatments, 4S and 8SN . Regarding the soil penetration resistance (RP), in assessing four days after irrigation was found that there were no differences between treatments in the superficial layers of 0-5 cm, as in the layer 6-10 cm, the 8S treatment differed from other treatments, with higher PR of 1.53 MPa. With respect to the evaluation performed on the 8th day after the irrigation, it was found differences between treatments within each depth and maximum penetration resistance (PMAX). Most productivity components 4CN demonstrates that treatment promoted significant differences when compared to treatments with irrigation every 8 days. Regarding the efficiency of water use, treatment with 8-day irrigation schedule, proved to be more efficient, with the maximum value of 17.28 kg / m3. In view of the foregoing, it is concluded that the efficiency of water usage was higher than in treatments with high turn independently of the presence or non-watering of the soil cover. / No trópico úmido, a construção e manutenção da fertilidade dos solos representam grande desafio para os agricultores e também para os pesquisadores que se dedicam à implantação de sistemas agrícolas sustentáveis. Objetivou-se avaliar a influência do uso de cobertura do solo, do incremento de nitrogênio inorgânico e eficiência do uso da água sobre a resistência mecânica do solo à penetração, conteúdo de clorofila e os parâmetros produtivos do milho nas condições agroambientais do trópico úmido. Os tratamentos avaliados foram: Milho com cobertura do solo + nitrogênio inorgânico (Ninorg) + turno de rega a cada 4 dias (4CN); Milho com cobertura do solo + turno de rega a cada 4 dias (4C); Milho sem cobertura do solo + Ninorg + turno de rega a cada 4 dias (4SN); Milho sem cobertura do solo + turno de rega a cada 4 dias (4S); Milho com cobertura do solo + Ninorg + turno de rega a cada 8 dias (8CN); Milho com cobertura do solo + turno de rega a cada 8 dias (8C); Milho sem cobertura do solo + Ninorg + turno de rega a cada 8 dias (8SN); Milho sem cobertura o solo + turno de rega a cada 8 dias (8S). Na leitura I do Teor Relativo de Clorofila (TRC I), o tratamento 4CN diferiu de todos os outros tratamentos, sendo semelhante apenas com o tratamento 4SN. Os teores de umidade do solo diferiram entre os tratamentos nas avaliações realizadas aos 4 e 8 dias após a irrigação, na avaliação realizada aos 4 dias após a irrigação, os tratamentos 4CN, 4C e 8C com maiores porcentagens diferiram dos tratamentos 4SN, 4S e 8SN. Com relação a resistência do solo à penetração (RP), na avaliação 4 dias após a irrigação foi constatado que não houve diferenças entre os tratamentos nas camadas superficiais de 0-5 cm, já na camada 6-10 cm, o tratamento 8S diferiu dos demais tratamentos, apresentando maior RP de 1,53 MPa. Com relação à avaliação realizada aos 8 dias após a irrigação, verificou-se diferenças entre os tratamentos dentro de cada profundidade e resistência máxima à penetração (PMAX). A maioria dos componentes de produtividade demonstra que o tratamento 4CN promoveu diferenças significativas quando comparado aos tratamentos que receberam turno de rega de 8 dias. Em relação a eficiência do uso da água, os tratamentos com turno de rega de 8 dias, mostraram-se mais eficientes, apresentando o valor máximo de 17,28 kg/m3. Diante o exposto, conclui-se que a eficiência do uso da água foi superior nos tratamentos com maior turno de rega independente da presença ou não de cobertura do solo.

Foram levantados dados referentes a Rede de Monitoramento da Qualidade das Águas Superficiais do Estado de São Paulo, da CETESB (Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental da Secretaria de Estado de Meio Ambiente do Estado de São Paulo, Brasil ), do período de 1996 a 2001, totalizando 69 pontos de amostragem, (35 em rios e 34 em reservatórios). As variáveis examinadas foram clorofila a, nutrientes e variáveis complementares utilizadas na avaliação do grau de trofia desses ambientes através do Índice de Estado Trófico de Carlson, modificado por Toledo (1983). Os pontos de amostragem em ambientes lóticos apresentaram maiores valores de fósforo total, e os em ambientes lênticos apresentaram maiores valores de clorofila a, DBO e nitrogênio amoniacal. Não houve diferença significativa entre os valores de fósforo total ou de nitrogênio total entre a estação seca e chuvosa.. Em ambos os tipos de ambientes o nutriente limitante foi o fósforo. A clorofila a, corrigida para feofitina a, foi adotada como indicadora da biomassa fitoplanctonica, tanto para reservatórios como para rios, sendo que a relação clorofila a:feofitina a foi de 2:1 em reservatórios e de 1:1 em rios. Os valores médios de clorofila a, calculados através de média geométrica, podem ser utilizados para indicar o grau de eutrofização, bem como a probabilidade de ocorrência de valores máximos. As regressões obtidas entre clorofila a e fósforo total, para rios e reservatórios, foram consideradas distintas, sendo que ambas apresentaram alta correlação. O modelo proposto para a previsão da clorofila a, através das concentrações de fósforo total, em reservatórios, integra os dados do estudo do CEPIS (Centro Panamericano de Ingenería Sanitária y Ciencias del Ambiente), sendo que a introdução do tempo de residência melhora, significativamente, o referido modelo. Foram estimados os valores basais de fósforo total, ortofosfato solúvel, nitrogênio total e de clorofila a, além de transparência para reservatórios e de turbidez para rios, os quais foram considerados valores limites entre a classe oligotrófica e a mesotrófica. Foram propostas ainda novas classificações de trofia, bem como novos índices de estado trófico, distintos para ambientes lóticos e lênticos, nos quais foi introduzida uma nova classe, entre as classes eutrófica e a hipereutrófica, denominada supereutrófica. Estes novos índices foram testados com os dados de 2001, 2002 e 2003 e apresentaram maior sensibilidade e maior coerência entre os índices calculados através das concentrações de clorofila a e de fósforo total do que a metodologia anterior. A eutrofização também afeta o Índice de Proteção da Vida Aquática (IVA), não só por meio do índice de estado trófico, mas também da toxicidade, a qual é detectada em florações de cianobactérias ou quando da aplicação de sulfato de cobre. / Data from 1996 to 2001, from CETESB’s Surface Water Monitoring Program for the State of São Paulo, amounting to 69 sampling sites, (35 located in rivers and 34 in reservoirs)was gathered, and analyzed for chlorophyll a, nutrients and other variables used on the evaluation of the trophic status, through a modified Carlson’s Trophic State Index (TSI), (Toledo, 1983). Higher concentrations of total phosphorus were found in lotic environments, and higher values of chlorophyll a, BOD and nitrogen were registered in lentic ones. There was no significant difference between total phosphorus and total nitrogen between the dry and wet seasons. Phosphorus was the limiting nutrient in both environments. Chlorophyll a, corrected for phaeophytin a, was adopted as an indicator of phytoplanktonic biomass for reservoirs, as well as for rivers. The average ratio between chlorophyll a and phaeophytin a, was of 2:1 in reservoirs and of 1:1 in rivers. Average concentrations of chlorophyll a, calculated as geometric mean, can be used to predict trophic status as well as the probabilities of maximum values in a year period. Chlorophyll a versus total phosphorus regressions were significantly different for rivers and reservoirs, both with high correlation. The prediction of chlorophyll a through phosphorus, in reservoirs, was found to be statistically similar to the one proposed by CEPIS study, and was improved by considering the residence time information. Background values of total phosphorus, soluble orthophosphate, nitrogen, and chlorophyll a, were estimated, as well as transparency for reservoirs and turbidity for rivers, and were considered the boundaries between the oligotrophic and mesotrophic categories. New classifications of trophic status were proposed, as well as new trophic state indexes, specific for rivers and reservoirs, introducing a new trophic category, supereutrophic, which divides the eutrophic and hypereutrophic classes. These new indexes were tested with the data of 2001, 2002 and 2003, and showed higher sensibility and better agreement between chlorophyll a and phosphorus idexes, than the methodology previously used. Eutrophication, not only influences the Aquatic Biota Protection Index (IVA) through the TSI, but through toxicity, detected in cyanobacteria blooms, as well as resulting of the use of copper sulfate to control algae populations.

A doença cancro cítrico é considerada uma das mais importantes doenças da citricultura devido ao seu poder de proliferação nas fazendas, e aos danos causados às plantas e frutos. Os prejuízos causados pela presença da doença são consideravelmente preocupantes, pois as principais medidas de controle pelos órgãos responsáveis envolvem a erradicação de plantas infectadas e demais plantas vizinhas, inviabilizando economicamente grandes áreas produtivas. A legislação brasileira exige um extenso protocolo de atividades que necessita ser realizado antes da confirmação do diagnóstico. Atrasos na confirmação do diagnóstico favorecem a proliferação da doença. Assim, qualquer esforço em acelerar esta detecção deve com certeza ter um grande impacto nesta área. Esta é a motivação de nosso trabalho, onde aplicamos a técnica de espectroscopia por imagens de fluorescência em folhas de culturas cítricas com a intenção de avaliar a capacidade de diagnóstico desta técnica em plantas assintomáticas contaminadas no laboratório com cancro cítrico. O objetivo é determinar o instante de tempo mínimo necessário entre a infecção e o diagnóstico preciso da doença. Este estudo foi aplicado para experimentos envolvendo amostras destrutivas e não-destrutivas. Os resultados mostram a possibilidade de aplicar tal técnica na detecção de cancro cítrico. / The citrus canker disease is considered one of the most important citrus diseases due to its ability to spread on farms, and to damage plants and fruits. The damage, caused by the citrus canker, can be devastating, because the main control actions involve the eradication of infected plants and other plants nearby, causing large economic losses. Brazilian law requires an extensive testing protocol to confirm the diagnosis. Delays in diagnosis tests allows the spread of the disease. Therefore, any effort to accelerate this procedure will have a major impact in this area. This is the motivation of our work, where we apply the fluorescence imaging spectroscopy technique on citrus leaves with the goal to evaluate the diagnostic capability of this technique in asymptomatic plants infected with citrus canker in the laboratory. The goal is to determine the minimum time delay between infection and accurate diagnosis of the disease. This study was applied to experiments involving non-destructive and destructive samples. The results show the possibility of applying this technique in the detection of citrus canker.

Made available in DSpace on 2014-08-20T13:59:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_antelmo_falqueto.pdf: 1732654 bytes, checksum: 6529a984f4a3639476f87ba6256c7cc4 (MD5) Previous issue date: 2008-03-07 / xii In this study, photosynthetic characteristics of irrigated rice (Oryza sativa L.) genotypes were evaluated. It were also evaluated with relation to growth and assimilates partitioning characteristics rice cultivars differing in yield potential, BRS Pelota (higher yield) and BRS Firmeza (lower yield). No correlation between maximum efficiency of PS2 photochemical (Fv/Fm) and year of release was observed among cultivars. However, between 1900-1960, a decline in effective efficiency of PS2 photochemistry (Fv /Fm ) and effective quantum yield of photochemical energy conversion (Ф PS2) was observed and their recover after 1960 was consistent with a higher yield potential. Differences in maximal O2 evolution rate also were expressive between genotypes, especially, in the sterile line IR58025A when compared to the normal fertility found in IR58025B line. In those rice cultivars differing in yield, the chlorophyll content was maintained by at least 15 days in BRS Firmeza (stay green phenotype), which reflected in the maintaining of Fv/Fm and Fs/Fo values. Significant reductions in chlorophyll content, Fv/Fm and Fs/Fo were clear only at grain filling stage, which showed significant differences between flag and the 2 nd , 3 th and 4 th leaves. Decreasing in the chlorophyll fluorescence parameters in ligh-adapted state (Fv /Fm ,Ф PS2 and photochemical quenching - q P ) also occurred and they were more clear mainly after the flowering stage in both cultivars. Their values were always higher in BRS Firmeza rice cultivar, reflecting the presence of stay green genes, which are responsible for a delay in leaf senescence. The Fs/Fo ratio values, a CO2 assimilatory capacity indicator, were positively correlated to Fv/Fm and Fv /Fm values and negatively correlated to q N (non-photochemical quenching). In relation to growth and assimilates partitioning characteristics, plants of the BRS Pelota rice cultivar showed higher total dry matter accumulated (Wt) at end of life cicle, higher leaf area (Af) and higher dry matter allocated toward culm + sheath and panicles. The yield component which presented higher relevance for yield was the panicle number. Thus, the higher grain yield of BRS Pelota could be related to a higher leaf area and leaf area duration, which permits the providing of elevated quantity of photoassimilates by higher period time. / Neste estudo foram avaliadas características fotossintéticas de genótipos de arroz (Oryza sativa L.) irrigado. Também foram avaliadas quanto às características de crescimento e de partição de assimilados cultivares com produtividade contrastante, BRS Pelota (maior produção de grãos) e BRS Firmeza (menor produção de grãos). Nenhuma correlação entre a eficiência fotoquímica máxima do fotossistema II (Fv/Fm) e o ano de liberação foi observada entre as diferentes cultivares. Entretanto, entre 1900-1960, um declínio na eficiência fotoquímica efetiva do fotossistema II (Fv /Fm ) e na eficiência quântica efetiva da conversão da energia de excitação no fotossistema II (Ф PS2) foi observado e sua recuperação após 1960 foi consistente com a maior produção de grãos. Diferenças na taxa de evolução do oxigênio também foram expressivas entre os genótipos, especialmente na linhagem estéril IR58025A em relação a sua linhagem fértil IR58025B. Nas cultivares com produtividade contrastante, o conteúdo de clorofila foi mantido por no mínimo 15 dias em BRS Firmeza (fenótipo stay green), o que refletiu na manutenção dos valores de Fv/Fm e Fs/Fo. Reduções significativas no conteúdo de clorofila, Fv/Fm e Fs/Fo foram nítidas apenas no estádio final de enchimento de grãos, com diferenças significativas entre a folha bandeira e a segunda, terceira e quarta folhas. Decréscimos nos parâmetros da fluorescência da clorofila em estado adaptado à luz (Fv /Fm ,Ф PS2 e quenching fotoquímico - q P ) também ocorreram e foram muito claras principalmente após o florescimento em ambas as cultivares. Seus valores foram sempre maiores para a cultivar BRS Firmeza, refletindo a presença dos genes stay green, o qual é responsável pelo retardo na senescência das folhas. Os valores da relação Fs/Fo, indicadores da capacidade assimilatória de CO2, foram positivamente correlacionados com os valores de Fv/Fm e Fv /Fm e negativamente correlacionados com q N (quenching não-fotoquímico). Com relação às características de crescimento e de partição de assimilados, a cultivar BRS Pelota apresentou maior acúmulo de matéria seca (Wt) ao final do ciclo, maior área foliar (Af) e maior alocação de matéria seca para o colmo + bainha e panículas. O componente de produção de maior expressão no rendimento foi o número de panículas. Assim, a maior produtividade de BRS Pelota pode estar relacionada à maior área foliar e duração da área foliar, permitindo o fornecimento de elevada quantidade de fotoassimilados por um período maior.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ecologia, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-05-24T17:57:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 339051.pdf: 5641458 bytes, checksum: b043a2588ac164bad825101d7402014b (MD5) Previous issue date: 2016 / Lagoas costeiras são controladas por parâmetros tróficos que influenciam a distribuição e abundância de organismos aquáticos, especialmente os produtores primários. Ambientes oligotróficos geralmente apresentam ausência ou baixa densidade de cianobactérias, sendo estes organismos normalmente encontrados em ambientes eutrofizados. Na Lagoa do Peri observa-se uma dominância de Cylindrospermopsis raciborskii, com esta cianobactéria apresentando importantes mecanismos de adaptação que determinam seu sucesso neste ecossistema oligo-mesotrófico. O presente estudo avaliou a dinâmica temporal de nutrientes, clorofila-a e variáveis abióticas na coluna d?água e sedimento de uma lagoa costeira subtropical rasa (Lagoa do Peri, ilha de Santa Catarina, sul do Brasil). Para isso, amostras de água foram coletadas mensalmente de março/2007 a fevereiro/2013 para avaliar variações em pequena e média escala em parâmetros físicos, químicos e biológicos da água. Tendências em longo prazo foram avaliadas por meio de dois testemunhos de sedimento coletados e analisados quanto a algumas características paleolimnológicas. Amostras mensais de sedimento também foram coletadas e analisadas quanto à granulometria, fauna bentônica, matéria orgânica e fósforo, de março/2007 a maio/2009. A Lagoa do Peri apresentou baixa concentração de nutrientes dissolvidos e altas concentrações de clorofila-a, com um padrão sazonal de variação para as concentrações de P e clorofila-a. Diferenças significativas foram observadas em diferentes anos para alguns parâmetros. A lagoa foi considerada potencialmente limitada por P durante a maior parte do período de estudo e uma correlação positiva foi encontrada entre as concentrações de clorofila-a e de P. A biomassa fitoplanctônica foi aparentemente controlada pela temperatura da água e pela disponibilidade de P (razões N:P e P dissolvido). Em relação aos dois testemunhos de sedimentos coletados, ambos mostraram tendências gerais similares, com quantidades crescentes de matéria orgânica (OM), carbono (TOC), nitrogênio total (TN) e fósforo total (TP) do fundo para as camadas superiores mais recentes. As razões TOC:TN indicaram uma mistura de contribuições alóctones e autóctones na OM. A razão TN:TP também indicou uma condição de potencial limitação por P, de forma geral. Tanto d13C quanto d15N mostraram um padrão de diminuição do fundo para a superfície dos testemunhos. Diferenças no padrão de variação das camadas dos dois testemunhos foram associadas à posição marginal de um deles. Para as amostragens mensais de sedimentos, os principais resultados encontrados foram: 1) as formas e concentrações de P variaram sazonalmente, com quantidades mais elevadas de P nos sedimentos em períodos mais quentes; 2) as formas e concentrações de P também variaram entre os pontos amostrados, associadas à composição dos grãos e ao conteúdo de OM; 3) quantidades e qualidades de P nos sedimentos foram correlacionadas com características da água, especialmente temperatura, clorofila-a, nitrato, oxigênio dissolvido, pH e TP; 4) alguns grupos alimentares funcionais de macroinvertebrados mostraram relações significativas com a variação temporal do P no sedimento, incluindo catadores-coletores, fragmentadores, filtradores e filtradores-coletores. Os resultados encontrados sugerem uma grande importância de fatores climáticos, especialmente a temperatura, e da condição de limitação por P, na dinâmica da qualidade da água, através de suas influências na biomassa fitoplantônica, na liberação de P do sedimento e nas alterações da produção primária e nutrientes em longo prazo na Lagoa do Peri.<br> / Abstract : Coastal lakes are controlled by trophic parameters which influence in the distribution and abundance of aquatic organisms, especially primary producers. Oligotrophic environments usually show absence or low densities of cyanobacteria, organisms usually found in eutrophic systems. In Peri Lake, there is a dominance of Cylindrospermopsis raciborskii, a cyanobacteria that shows important adaptations that determine its success in this oligo-mesotrophic ecosystem. The present study assessed the dynamics of nutrients, chlorophyll-a and abiotc variables in the water column and sediments of a shallow subtropical coastal lake (Peri Lake, Santa Catarina island, Southern Brazil). Water samples were taken monthly from March 2007 to February 2013 to assess small and medium term variation in physical, chemical and biological parameters. Longer time trends were evaluated by two sediment cores sampled and analyzed for some paleolimnological characteristics. Monthly sediment samples were also taken and analyzed for grain size, benthic fauna, organic matter and phosphorus from March 2007 to May 2009. Peri Lake showed low dissolved nutrients and high chlorophyll-a concentration, with a seasonal pattern of variation concerning P and chlorophyll-a. Significant differences were observed in different years for some parameters. The lake was considered potentially P limited during the majority of the study period and a positive correlation was found between chlorophyll-a and P concentration. Phytoplankton biomass was apparently controlled by water temperature and N:P ratios (P availability). In relation to the two sediment cores sampled, both cores showed similar general tendencies, with increasing amounts of organic matter (OM), total organic carbon (TOC), total nitrogen (TN) and total phosphorus (TP) from the bottom toward the top more recent layers. TOC:TN ratios indicated a mixture of allochthonous and autochthonous contribution to the OM. TN:TP also indicated a condition of potential limitation by P in general. Both d13C and d15N showed a decreasing pattern toward the top of the cores. Differences in the depth variation pattern between the two cores were associated to the marginal location of one of the cores. For the monthly sediment sampling, the main results found were: 1) P forms and concentration varied seasonally, with OP and TP increasing in the sediments in warmer periods; 2) P forms and concentration also varied among the sampling sites, associated with sediment grain size compositions and OM content; 3) quantities and qualities of P in the sediments were correlated with water characteristics, especially temperature, chlorophyll-a, nitrate, dissolved oxygen, pH and TP; 4) some benthic functional feeding groups showed significant relationships with temporal variation in sediment P, including gathering-collectors, shredders and filterers and filtering-collectors. The results suggest a strong importance of climatic factors, especially temperature, and of the P limited condition in the water quality dynamics of Peri Lake, through their influence in the phytoplankton biomass, P release from the sediments and changes in nutrients and primary production in the long term.

Leaves are responsible for the majority of the fixed carbon in most plant species. Along leaf development, the photosynthetic capacity increases until the organ reaches maturity. Consequently, at the onset of senescence the leaves have the highest photosynthetic activity, then, as the chloroplasts are dismantled and the photosynthetic machinery is degraded, leaves gradually lose the rate of carbon assimilation. Although the capacity to fix carbon declines as senescence progresses, nutrient remobilization from macromolecule degradation nourishes the developing sink organs. In this regard, delaying leaf senescence stands out as a promising strategy to increase plant yield as extends the window of time with maximum carbon fixation rate. Another approach that is receiving much attention is the manipulation of chlorophyll degradation once it potentially regulates photosynthetic capacity and affects the nutritional quality of harvestable organs. As chlorophyll is degraded, the released phytol is recycled and can be either stored (i.e. as fatty acid phytyl esters), used for chlorophyll synthesis or be incorporated in tocopherol biosynthesis. Tocopherols have high nutraceutical value due to their antioxidant properties. However, the majority of the studies regarding senescence and chlorophyll degradation were carried out in the model plant Arabidopsis thaliana or grasses, creating a knowledge gap about these processes in fleshy fruit-bearing plants of human diet interest. In this regard, the tomato, Solanum lycopersicum, is an excellent model not only for the genetic and genomic resources, but also for its agronomic and nutritional importance. Thus, this project aims to extend what is known about the effects of chlorophyll degradation and senescence manipulation over the metabolism and yield of tomato plants, as well as fruit nutritional quality. In order to evaluate the consequences of alteration in chlorophyll degradation, first the enzymes chlorophyllase and pheophytinase, both capable of dephytylating the chlorophyll molecule, were identified and characterised. An extensive phylogenetic, evolutive and transcriptional analysis allowed the identification of two groups of chlorophyllases, one putatively involved in the response to different stimuli, while the other may act in chlorophyll homeostasis. As for pheophytinase, only one group was identified, being related to physiologically programmed processes that trigger chlorophyll degradation (i.e. leaf senescence and fruit ripening). Given this scenario, pheophytinase was chosen to be constitutively knocked-down in order to evaluate the effects over the metabolism of leaves and fruits. As consequence of this manipulation, transgenic plants were impaired in the leaf senescence-associated chlorophyll breakdown, but, although with an initial delay, fruit ripening-associated degreening was not compromised. Several photosynthetic and biochemical parameters were signs of photoinhibition, possibly due to a deficiency in chlorophyll recycling in leaves. This led to an increase in sugar exportation towards fruits, ultimately increasing soluble sugar content of ripe fruits. However, as a consequence, carotenoid levels were reduced, what, at least partially, it was compensated by an increase in tocopherol content. The results indicated that pheophytinase plays a role beyond senescence-associated chlorophyll degradation and its manipulation led to the development of fruit with increased soluble sugars and tocopherols at the cost of lowering carotenoid levels. Thus, these evidences support the manipulation of chlorophyll breakdown as a strategy for improvement of fleshy fruit plants. In order to address the effects of senescence over yield and fruit quality, the transcription factor ORESARA1, which has been widely characterised in A. thaliana and is considered a key regulator of senescence initiation, was targeted. After a comprehensive phylogenetic analysis and the characterization of the regulatory mechanisms, one putative ortholog was selected to be silenced. As consequence of this manipulation, leaves displayed increased chlorophyll content. Moreover, as senescence was delayed, the extent of photosynthetic activity of the leaves was also expanded. As the number of fruits was increased in the knockdown lines, this reflected in an increment in the harvest index. Ripe fruits accumulated more soluble sugars and tocopherols. Collectively, the results support the manipulation of leaf senescence as a strategy for tomato yield improvement. Altogether, data obtained enhance the knowledge about the impacts of chlorophyll degradation and leaf senescence over the metabolism of fleshy-fruit plants, providing strategies to increase yield and nutritional quality of fruits / As folhas, para a maioria das espécies vegetais, são o principal órgão responsável pela fixação de carbono. Durante o desenvolvimento foliar, o potencial fotossintético aumenta até a folha atingir a sua maturidade. Consequentemente, no momento que o programa de senescência se inicia, a folha apresenta a maior taxa de fotossíntese, a qual passa então a declinar conforme o cloroplasto se desorganiza e a maquinaria fotossintética é degradada. Apesar da redução na fixação de carbono, o catabolismo de macromoléculas possibilita a remobilização de nutrientes para os órgãos dreno em desenvolvimento. Neste contexto, atrasar a senescência destaca-se como uma promissora estratégia para aumento da produtividade, uma vez que estende o período de máxima fixação de carbono das folhas. Outra estratégia que tem recebido atenção por, potencialmente, regular a capacidade fotossintética e afetar a qualidade nutricional dos órgãos coletáveis é a manipulação da degradação da clorofila. Durante o catabolismo deste pigmento, o fitol liberado é reciclado podendo ser armazenado (i.e. na forma de ésteres de fitil com ácidos graxos), ser utilizado na síntese de novas moléculas de clorofila ou ser incorporado na rota biossintética de tocoferóis. Estes últimos compostos, por seu potencial antioxidante, possuem alto valor nutracêutico. No entanto, a maior parte dos estudos sobre senescência e degradação de clorofila foi realizada na planta modelo Arabidopsis thaliana ou em gramíneas, tornando escassas as informações relativas a plantas com frutos carnosos de interesse para a dieta humana. Nesse âmbito, o tomateiro, Solanum lycopersicum, é um excelente modelo de estudo não apenas pela disponibilidade de recursos genético e genômicos, mas também pela importância agronômica e nutricional desta espécie. Assim, este trabalho pretende expandir o conhecimento acerca dos efeitos da manipulação da degradação de clorofila e da senescência sobre o metabolismo e produtividade do tomateiro, bem como sobre a qualidade nutricional dos frutos. De modo a se avaliar as consequências de alterações na degradação de clorofila, iniciou-se por identificar e caracterizar em tomateiro as enzimas clorofilase e feofitinase, as quais catalisam a defitilação da molécula de clorofila. Uma vasta análise filogenética, evolutiva e transcricional permitiu a identificação de dois grupos de clorofilases, um dos quais estaria envolvido na plasticidade de respostas a estímulos e o outro na homeostase dos níveis de clorofila. Já para feofitinase, somente um grupo foi identificado, o qual está relacionado a processos fisiologicamente programados que levam à degradação de clorofila (i.e. senescência foliar e amadurecimento de frutos). Dado o panorama obtido, a feofitinase foi escolhida para ser constitutivamente silenciada de modo a se avaliar as consequências para o metabolismo de folhas e frutos. Como consequência do silenciamento, as linhagens transgênicas mostraram-se incapazes de degradar clorofila durante a senescência, mas, embora com um atraso nas etapas iniciais, a degradação ao longo do amadurecimento de frutos não foi comprometida. Diversos parâmetros fotossintéticos e bioquímicos foram indicativos de fotoinibição, possivelmente em virtude de uma deficiência na reciclagem da clorofila em folhas. Isto acarretou em um aumento na exportação de açúcares para frutos, incrementando a concentração de açúcares solúveis nos frutos maduros, que, em contrapartida, resultou na queda nos teores de carotenoides. A queda nestes compostos antioxidantes foi, ao menos parcialmente, compensada por um aumento nos níveis de tocoferóis. Os resultados indicaram que a feofitinase possui um papel além da degradação de clorofila associada à senescência, e que sua manipulação leva ao desenvolvimento de frutos com maior teor de açúcares solúveis e de tocoferóis ao custo da redução no de carotenoides. Desta forma, estas evidências suportam a manipulação da clorofila como estratégia para o melhoramento de frutos carnosos. Para investigar o efeito da senescência sobre a produtividade e qualidade de frutos foi escolhido o fator de transcrição ORESARA1, o qual está amplamente caracterizado em A. thaliana e é considerado um regulador chave no desencadeamento deste processo. A partir de uma extensa análise filogenética e da caracterização de sua regulação, um putativo ortólogo foi selecionado como alvo para silenciamento. Como consequência desta manipulação, folhas apresentaram os níveis de clorofila incrementados. Além disto, taxas fotossintéticas maiores que as do genótipo controle foram mantidas por maior tempo indicando que a iniciação da senescência foi retardada. Assim, estas plantas produziram um maior número de frutos, consequentemente, aumentando o índice de colheita dessas linhagens. Os frutos maduros apresentaram maiores teores de açúcares solúveis e de tocoferóis. Os resultados demostraram que o retardo do início da senescência é uma estratégia efetiva para aumento da produtividade de tomateiro. Coletivamente, os resultados obtidos aprofundam o conhecimento acerta dos impactos da degradação de clorofila e senescência sobre o metabolismo de plantas com frutos carnoso, além de prover estratégias para se incrementar a produtividade e a qualidade nutricional de frutos

Orientador: Mara Cristina Pessôa da Cruz / Coorientador: Edson Luiz Mendes Coutinho / Banca: Felipe Batistella Filho / Banca: Flávia Fernanda Simili / Banca: José carlos Barbosa / Banca: Itamar Andrioli / Resumo: A intensificação da produção dos animais em sistemas confinados gera uma alta produção de esterco bovino que pode contribuir para o fornecimento de nutrientes. Além de proporcionar melhorias em atributos químicos e físicos do solo. Diante deste contexto trabalhou-se com a hipótese de que o esterco bovino pode substituir total ou parcialmente o fertilizante nitrogenado industrial na adubação do capim-tifton 85. Assim, o objetivo com o presente trabalho foi avaliar o efeito da combinação nitrogênio x esterco da produção de capim-tifton 85 e em atributos químicos e físicos do solo. O experimento foi instalado durante os anos agrícolas 2013-2014 e 2014-2015. Os tratamentos consistiram de cinco doses de nitrogênio (N): 0, 50, 100, 200 e 300 kg ha-1, e cinco doses de esterco (E): 0, 10, 20, 40 e 60 Mg ha-1 combinadas em esquema fatorial. As doses de 300 kg ha-1 de N e 40 Mg ha-1 de E proporcionaram a maior produção de massa seca (10.469 kg ha-1) e altura (75,10 cm) em 2013-14. A associação das maiores doses de esterco e nitrogênio resultaram em melhor desempenho da forrageira em relação a produção de massa seca total (13.305 kg ha-1). Houve aumento de 71 e 88% de acúmulo de nitrogênio no capim-tifton 85 no ano agrícola 2013-14 e, aumento de 126 e 163 em 2014-15, com o uso de esterco e de N-ureia, respectivamente. A recuperação aparente de N com o uso de esterco foi maior no segundo ano de avaliação. Com o uso de N-ureia não houve variação nos teores de carbono orgânico do solo e na... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Intensified production of animals in confined systems generates a high production of cattle manure that can contribute to the nutrient supply. In addition to providing improvements in soil chemical and physical attributes. In this context, we worked with the hypothesis that bovine manure can totally or partially replace industrial nitrogen fertilizer in fertilization of tifton grass 85. Thus, the objective with the present work was to evaluate the effect of the nitrogen and manure combination of tifton 85 grass production and on soil chemical and physical attributes. The experiment was installed during the agricultural years 2013-2014 and 2014-2015. The treatments consisted of five doses of nitrogen (N): 0, 50, 100, 200 and 300 kg ha-1, and five manure doses (E): 0, 10, 20, 40 and 60 Mg ha-1 combined in factorial scheme. The doses of 300 kg ha-1 of N and 40 Mg ha-1 of E provided the highest dry mass production (10,469 kg ha-1) and height (75,10 cm) in 2013-14. The association of the highest doses of manure and nitrogen resulted in better forage performance in relation to the production of total dry mass (13,305 kg ha-1). There was an increase of 71 and 88% of nitrogen accumulation in Tifton 85 grass in the agricultural year 2013-14 and, increased 126 and 163 in 2014-15, respectively. The apparent recovery of N with use of manure was greater in the second year of evaluation. With the use of N-urea, there was no change in soil organic carbon and forms of carbon associated with minerals and particulate. The use of 60 Mg ha-1 of manure for two consecutive years increased the stability (94.96%) and the weighted average diameter of the aggregates (4.86 mm) and decreased soil resistance to penetration (0.99 MPa) due to the 35% increase in soil carbon content. / Doutor

A doença cancro cítrico é considerada uma das mais importantes doenças da citricultura devido ao seu poder de proliferação nas fazendas, e aos danos causados às plantas e frutos. Os prejuízos causados pela presença da doença são consideravelmente preocupantes, pois as principais medidas de controle pelos órgãos responsáveis envolvem a erradicação de plantas infectadas e demais plantas vizinhas, inviabilizando economicamente grandes áreas produtivas. A legislação brasileira exige um extenso protocolo de atividades que necessita ser realizado antes da confirmação do diagnóstico. Atrasos na confirmação do diagnóstico favorecem a proliferação da doença. Assim, qualquer esforço em acelerar esta detecção deve com certeza ter um grande impacto nesta área. Esta é a motivação de nosso trabalho, onde aplicamos a técnica de espectroscopia por imagens de fluorescência em folhas de culturas cítricas com a intenção de avaliar a capacidade de diagnóstico desta técnica em plantas assintomáticas contaminadas no laboratório com cancro cítrico. O objetivo é determinar o instante de tempo mínimo necessário entre a infecção e o diagnóstico preciso da doença. Este estudo foi aplicado para experimentos envolvendo amostras destrutivas e não-destrutivas. Os resultados mostram a possibilidade de aplicar tal técnica na detecção de cancro cítrico. / The citrus canker disease is considered one of the most important citrus diseases due to its ability to spread on farms, and to damage plants and fruits. The damage, caused by the citrus canker, can be devastating, because the main control actions involve the eradication of infected plants and other plants nearby, causing large economic losses. Brazilian law requires an extensive testing protocol to confirm the diagnosis. Delays in diagnosis tests allows the spread of the disease. Therefore, any effort to accelerate this procedure will have a major impact in this area. This is the motivation of our work, where we apply the fluorescence imaging spectroscopy technique on citrus leaves with the goal to evaluate the diagnostic capability of this technique in asymptomatic plants infected with citrus canker in the laboratory. The goal is to determine the minimum time delay between infection and accurate diagnosis of the disease. This study was applied to experiments involving non-destructive and destructive samples. The results show the possibility of applying this technique in the detection of citrus canker.

Orientador: Silvia Rodrigues Machado / Resumo: A busca pela compreensão dos mecanismos que permitem que espécies vegetais ocupem ambientes distintos tem atraído a atenção de inúmeros pesquisadores, especialmente no contexto de mudanças climáticas. Neste sentido, características morfológicas, anatômicas e fisiológicas têm sido usadas com frequência para investigar respostas das plantas a diferentes condições ambientais. Miconia ligustroides, um representante de Melastomataceae, exibe extremo polimorfismo em cerrado (stricto sensu) e floresta estacional semidecídua (Mata Atlântica). Com o objetivo de verificar como as características foliares variam nesta espécie em reposta ao ambiente, e compreender como essas respostas podem interferir na distribuição da espécie em ambientes contrastantes, exemplares de M. ligustroides foram estudados e comparados. Para isso, amostras de folhas completamente expandidas foram coletadas e processadas para estudos aos microscópios de luz e eletrônico de varredura, de acordo com técnicas usuais. Trocas gasosas, fluorescência da clorofila a e luminosidade incidente foram avaliadas in loco utilizando-se o analisador de gás infravermelho portátil (IRGA-modelo LI 6400 XT, Li-cor). Foram realizados registros do microclima e análises físico-químicas do solo nas áreas de estudo. Plantas desses dois ambientes mostraram variações quanto ao hábito e características morfológicas e anatômicas das folhas, além de diferenças nos índices de trocas gasosas e fluorescência da clorofila a. No cerrado, as plant... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The search for understanding the mechanisms that allow plant species to occupy different environments has attracted the attention of countless researchers, especially in the context of climate change. In this sense, morphological, anatomical and physiological characteristics have been used frequently to investigate plant responses to different environmental conditions. Miconia ligustroides, a representative of Melastomataceae, exhibits extreme polymorphism in cerrado (stricto sensu) and seasonal semideciduous forest (Atlantic Forest). In order to verify how the leaf characteristics vary in this species in response to the environment, and to understand how these responses can interfere in the distribution of the species in contrasting environments, specimens of M. ligustroides were studied and compared. For this, samples of fully expanded leaves were collected and processed for studies under light and scanning electron microscopes, according to usual techniques. Gas exchanges, chlorophyll a fluorescence and incident luminosity were evaluated on the spot using the portable infrared gas analyzer (IRGA-model LI 6400 XT, Li-cor). Records of the microclimate and physical-chemical analyzes of the soil in the study areas were carried out. Plants from these two environments showed variations in habit and morphological and anatomical characteristics of the leaves, in addition to differences in gas exchange rates and chlorophyll a fluorescence. In the cerrado, the plants showed a shrubb... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre