Made available in DSpace on 2016-01-26T18:56:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Marcia.pdf: 237755 bytes, checksum: cc3f62f324b3824c463dbc43ad5d87b2 (MD5) Previous issue date: 2007-10-19 / Stress could be defined as an external factor that could cause some disadvantageous influence over the plant. In tropical regions, crops suffer non biotic stress especially due to water deficit and high temperature. Cross tolerance allow the plants to be acclimated after a short exposition to a specific stress. The objective of this work was to verify the water stress tolerance during bean seed germination influenced by thermal shock induced cross tolerance. Seed of common bean cv IAPAR 81 were submitted to the imbibition in substrate paper with pure water at 20ºC for 24h. One third of the seeds were maintained in that temperature. One third were submitted to cold shock for 24h at 7ºC in the first assay and 13ºC in the second and the final part were submitted to heat shock for 24h at 38ºC and 33ºC as used for the cold shocks; in all experiments there was no change of substrate. Seeds submitted or not to shock were transferred to paper substrate simulating hydric potential of 0; -0.6; -0,9 and -1.2MPa, in the first experiment and 0;-0.3; -0.6; -0.9 and -1.2MPa in the second experiment using mannitol at: 0; 22.29; 44.58; 66.87 e 89.17 g.L-1. Treatments were evaluated by germination percentage, abnormal plants and dead seeds. Seedling evaluation was done with shoot, root and total dry matter and by relation of root/shoot. The best development, in water restriction in the early germination, was of that seeds that passed through a 7ºC or 33ºC during 24h, what allowed the affirmation that induced cross tolerance occurred and that could be induced in the beginning of the imbibition in bean seeds. / Estresse pode ser definido como um fator externo, que exerce influência desvantajosa sobre a planta. Em regiões tropicais, as culturas agrícolas sofrem estresse abiótico principalmente por períodos de deficiência de água e excesso de temperatura. A tolerância cruzada permite às plantas se aclimatarem a uma gama de diferentes estresses após exposição a um estresse específico. O objetivo deste trabalho foi avaliar a tolerância ao estresse hídrico durante a germinação das sementes de feijão sob influência da tolerância cruzada induzida por choque térmico. As sementes de feijão cultivar IAPAR 81 foram submetidas ao processo de embebição, em substrato papel-toalha umedecido com água pura sob temperatura de 20ºC por 24 horas. A seguir, parte foi mantida nessa temperatura e parte transferida para o choque frio por 24 horas a 7ºC no ensaio 1 e 13ºC no ensaio 2 e outra parte para o choque quente por 24 horas a 38oC no ensaio 1 e 33oC no ensaio 2, sem troca do substrato. Tanto as sementes que passaram pelo choque como as que não passaram (controle) foram transferidas para substrato papel simulando diferentes potenciais hídricos, 0; -0,6; -0,9 e -1,2MPa, no ensaio 1 e 0;-0,3; -0,6; -0,9 e 1,2MPa no ensaio 2, induzidos por manitol nas seguintes concentrações: 0; 22,29; 44,58; 66,87 e 89,17 g.L-1. Os tratamentos foram avaliados por meio da porcentagem de germinação, plântulas anormais e sementes mortas; avaliações do desenvolvimento como massa seca da parte aérea, massa seca de raiz, massa seca total e relação raiz/parte aérea. O melhor desempenho das sementes que passaram por choque, de 7oC por 24h ou de 33oC por 24h, à restrição hídrica no início do desenvolvimento, permite afirmar que ocorreu indução de tolerância cruzada e que esta pode ser induzida no início do processo de embebição em sementes de feijão.

Made available in DSpace on 2016-07-18T17:51:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Marcia.pdf: 237755 bytes, checksum: cc3f62f324b3824c463dbc43ad5d87b2 (MD5) Previous issue date: 2007-10-19 / Stress could be defined as an external factor that could cause some disadvantageous influence over the plant. In tropical regions, crops suffer non biotic stress especially due to water deficit and high temperature. Cross tolerance allow the plants to be acclimated after a short exposition to a specific stress. The objective of this work was to verify the water stress tolerance during bean seed germination influenced by thermal shock induced cross tolerance. Seed of common bean cv IAPAR 81 were submitted to the imbibition in substrate paper with pure water at 20ºC for 24h. One third of the seeds were maintained in that temperature. One third were submitted to cold shock for 24h at 7ºC in the first assay and 13ºC in the second and the final part were submitted to heat shock for 24h at 38ºC and 33ºC as used for the cold shocks; in all experiments there was no change of substrate. Seeds submitted or not to shock were transferred to paper substrate simulating hydric potential of 0; -0.6; -0,9 and -1.2MPa, in the first experiment and 0;-0.3; -0.6; -0.9 and -1.2MPa in the second experiment using mannitol at: 0; 22.29; 44.58; 66.87 e 89.17 g.L-1. Treatments were evaluated by germination percentage, abnormal plants and dead seeds. Seedling evaluation was done with shoot, root and total dry matter and by relation of root/shoot. The best development, in water restriction in the early germination, was of that seeds that passed through a 7ºC or 33ºC during 24h, what allowed the affirmation that induced cross tolerance occurred and that could be induced in the beginning of the imbibition in bean seeds. / Estresse pode ser definido como um fator externo, que exerce influência desvantajosa sobre a planta. Em regiões tropicais, as culturas agrícolas sofrem estresse abiótico principalmente por períodos de deficiência de água e excesso de temperatura. A tolerância cruzada permite às plantas se aclimatarem a uma gama de diferentes estresses após exposição a um estresse específico. O objetivo deste trabalho foi avaliar a tolerância ao estresse hídrico durante a germinação das sementes de feijão sob influência da tolerância cruzada induzida por choque térmico. As sementes de feijão cultivar IAPAR 81 foram submetidas ao processo de embebição, em substrato papel-toalha umedecido com água pura sob temperatura de 20ºC por 24 horas. A seguir, parte foi mantida nessa temperatura e parte transferida para o choque frio por 24 horas a 7ºC no ensaio 1 e 13ºC no ensaio 2 e outra parte para o choque quente por 24 horas a 38oC no ensaio 1 e 33oC no ensaio 2, sem troca do substrato. Tanto as sementes que passaram pelo choque como as que não passaram (controle) foram transferidas para substrato papel simulando diferentes potenciais hídricos, 0; -0,6; -0,9 e -1,2MPa, no ensaio 1 e 0;-0,3; -0,6; -0,9 e 1,2MPa no ensaio 2, induzidos por manitol nas seguintes concentrações: 0; 22,29; 44,58; 66,87 e 89,17 g.L-1. Os tratamentos foram avaliados por meio da porcentagem de germinação, plântulas anormais e sementes mortas; avaliações do desenvolvimento como massa seca da parte aérea, massa seca de raiz, massa seca total e relação raiz/parte aérea. O melhor desempenho das sementes que passaram por choque, de 7oC por 24h ou de 33oC por 24h, à restrição hídrica no início do desenvolvimento, permite afirmar que ocorreu indução de tolerância cruzada e que esta pode ser induzida no início do processo de embebição em sementes de feijão.

Orientador: Elizabeth Orika Ono / Resumo: O tomateiro é uma hortaliça de importância econômica e sua produção está relacionada, principalmente, à utilização de produtos químicos, podendo ser reguladores vegetais como as poliaminas e nesse estudo, foi avaliada a ação da putrescina (Put). Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar as respostas fisiológicas do tomateiro à putrescina na redução dos efeitos de estresse hídrico. Para tanto, foram conduzidos dois experimentos em delineamento inteiramente ao acaso (DIC) em esquema fatorial 2 x 4, plantas com e sem deficiência hídrica e quatro doses de putrescina (Put 0, 4, 8 e 12μM), com quatro repetições cada. As doses foram aplicadas via foliar na cultura no momento de submissão do tomateiro ao estresse hídrico, sendo esse no terceiro racemo de flores de cada experimento. O efeito das doses do produto foi avaliado por análises biométricas, bioquímicas de folhas, produtivas e físico/químicas dos frutos pós-colheita. Os resultados obtidos apresentaram maior atividade da putrescina na dose de 12 μM em plantas nos dois experimentos realizados. / Abstract: The tomato is a vegetable of economic importance and its production is available, mainly, to the use of chemical products, which can be plant regulators such as polyamines and, in this study, it was evaluated in a putrescine action (Put). Thus, the objective of this work was to evaluate the borrower's physiological responses to putrescine in reducing the effects of water stress. For this purpose, two experiments were conducted in outdoor design (DIC) in a 2 x 4 factorial scheme, plants with and without hydric and four doses of putrescine (Put 0, 4, 8 and 12μM), with four replicates each. As the doses were applied via leaf culture at the time of the borrower's submission to water stress, this being the third flower motif of each experiment. The effect of product doses was evaluated by biometric, biochemical leaf, productive and physical / chemical analysis of post-harvest fruits. The results obtained showed greater putrescine activity at a dose of 12 μM in plants in the two experiments performed. / Mestre

Mato Grosso do Sul (MS) é um estado brasileiro cuja economia é fortemente dependente da atividade agrícola, sendo diretamente afetado pelas flutuações das safras. Soja e milho são as principais culturas exploradas, chegando a representar 96% dos cultivos temporários. Perdas agrícolas decorrentes de adversidades climáticas são relativamente frequentes nesses cultivos, sobretudo por déficit hídrico. Nesse sentido, estratégias que minimizam perdas, como o Zoneamento Agrícola de Risco Climático (ZARC), são essenciais para garantir o sucesso dos produtores. Todavia, o ZARC não está isento de falhas, requerendo ajustes e melhorias, face às grandes alterações que ocorreram no processo produtivo nas últimas décadas, dentre as quais a ampliação e a atualização da base de dados meteorológicos empregada na determinação dos riscos e o uso de coeficientes de cultura (Kc) atualizados, especialmente no caso da soja com hábito de crescimento indeterminado. Desse modo, os objetivos deste estudo foram: a) comparar o desempenho de duas diferentes estruturas lisimétricas para a obtenção da evapotranspiração das culturas (ETc) da soja e do milho; b) determinar localmente os valores de Kc, com base na lisimetria (ETc) e na evapotranspiração de referência de Penman-Monteith (ETo), considerando cultivares de soja com hábitos de crescimento determinado e indeterminado; c) gerar mapas atualizados de risco climático para a cultura da soja em MS, considerando-se novos Kc e a ampliação da base de dados, para distintas épocas de semeadura; e d) avaliar épocas de semeadura da soja em MS e seus efeitos no risco climático. Os resultados mostraram que as estruturas lisimétricas podem ser empregadas na determinação da ETc, sem diferenças significativas (p < 0,01), apesar das peculiaridades de cada uma. Assim, foi constatado que as determinações de Kc (milho e soja) não sofreram influência do tipo de lisímetro utilizado. Em todos os experimentos realizados, as plantas do interior dos lisímetros apresentaram o mesmo padrão de crescimento, desenvolvimento e produtividade do entorno. Na fase inicial da cultura do milho outonoinverno (0-15 DAE), o Kc médio obtido foi 0,54, com incremento linear até atingir o máximo de 1,37 no pendoamento (50 DAE), decaindo gradualmente durante a fase reprodutiva, ficando próximo a 0,80 na maturação fisiológica (110 DAE) e 0,40 na colheita. Para a cultura da soja, os valores de Kc diferiram significativamente (p < 0,05) entre as cultivares com diferentes hábitos de crescimento, havendo também diferenças entre os Kc propostos nesse estudo em relação àqueles utilizados pelo ZARC e FAO, especialmente na fase reprodutiva, mais longa para as cultivares de hábito indeterminado. Finalmente, o emprego de novos Kc e uso de dados climáticos atualizados (até 2013) e ampliados (190 estações) resultou em mudanças substanciais no ZARC da soja em MS, alterando a proporção de áreas com alto risco nas épocas avaliadas e levando à uma perspectiva diferenciada da antecipação da semeadura da soja. Com base nesses resultados concluiu-se que é necessária uma profunda revisão do ZARC utilizado no Brasil, sendo recomendada a atualização e expansão da base de dados climáticos empregados, assim como a revisão dos parâmetros culturais exigidos pelo modelo Sarra. / Mato Grosso do Sul (MS) is a Brazilian state whose economy is highly dependent on agriculture, being, therefore, directly affected by fluctuations on production. Soybean and maize are the main crops, representing 96% of temporary crops cultivated along the year. Agricultural losses caused by adverse climatic conditions are relatively frequent in these crops, especially by water deficit. Considering that, strategies for minimizing losses, as the Agricultural Climate Risk Zoning (ZARC), are essential to ensure growers success. However, the ZARC requires adjustments and improvements, due the great changes that have occurred in the production system in the past decades. Among the most important changes are the expansion and updating of the climatic database used for determining the risks and the use of new crop coefficients (Kc) concerning to modern cultivars, especially for soybean with indeterminate growth habit. Therefore, this study has as objectives: a) to compare the performance of two different lysimetric structures to obtain soybean and maize evapotranspiration (ETc); b) to determine Kc values for maize and for determinate and indeterminate soybean cultivars, based on ETc from lysimeters and Penman-Monteith reference evapotranspiration (ETo); c) to generate updated maps of climatic risk for the soybean crop in MS, considering new Kc values and the updated and extended climatic databases, for different sowing dates; and d) to evaluate different sowing dates in MS and their impacts on soybean climatic risk. The results showed that lysimetric structures can be employed to determining ETc without significant differences (p < 0.01), despite the peculiarities of each one. Kc values for maize and soybean were not affected by lysimeter type. In all experiments, the plants inside the lysimeters had the same growth patterns than those in the surrounding area. For autumn-winter maize crop, the average Kc from 0 to 15 days after emergence (DAE) was 0.54, with a linear increase up to the maximum of 1.37 at tasseling (50 DAE), gradually decreasing during the reproductive phase, getting close to 0.80 at physiological maturity (110 AED) and 0.40 at harvest. For soybean, Kc values differed significantly (p < 0.05) between cultivars with distinct growth habits, and also among those proposed here and used by ZARC and FAO, mainly during the reproductive phase, which was longer for indeterminate cultivars. Finally, the use of new soybean Kc values and updated climatic data (190 stations with data until 2013) resulted in substantial changes on the soybean ZARC in MS, mainly in the proportion of areas with high risk, leading to new perspectives about soybean sowing anticipation. The main conclusion of this study is that ZARC used in Brazil requires to be deeply reviewed, for both the climatic database used and crop parameters required by Sarra model.

A cana-de-açúcar apresenta-se como umas das principais culturas do agronegócio no Brasil e está integrada à matriz energética nacional, servindo também como matéria prima para diversos produtos industrializados. Em virtude das alterações nos padrões de precipitação natural que está ocorrendo em várias regiões do mundo, observam-se perdas significativas de produtividade na cana-de-açúcar devido ao déficit hídrico no solo, sendo esse um dos principais entraves atuais para maximização e para produtividade desta cultura. A busca por variedades resistentes ao estresse hídrico nos programas de melhoramento genético tem procurado selecionar genótipos que convertam de maneira mais eficiente à transpiração da planta em biomassa, evitando a perda de água excessiva para a atmosfera, de modo tal que a planta \"economize a água do solo\" para poder sobreviver posteriormente durante os períodos de estiagem. Este trabalho tem por hipótese que seja possível estimar a eficiência do uso da água (produtividade da água) e o acúmulo final de carbono na cultura de cana-de-açúcar em diferentes níveis de disponibilidade hídrica no solo, através de medidas pontuais da taxa de fotossíntese e transpiração (IRGA - Trocas gasosas) nos estágios iniciais e intermediários de crescimento da cultura. O presente trabalho tem por objetivo avaliar, de forma comparativa, variáveis relacionadas às trocas gasosas de oito variedades de cana-de-açúcar quando submetidas a déficit hídrico durante a fase inicial de crescimento vegetativo. O experimento foi conduzido em ambiente protegido na Escola Superior de Agricultura \"Luiz de Queiroz\" (USP), em Piracicaba-SP. Os tratamentos foram distribuídos em esquema fatorial (4x4x8) com parcelas sub-subdivididas com 3 repetições, totalizando 128 tratamentos e 384 parcelas experimentais. As mensurações de trocas gasosas foram realizadas entre 45 e 195 dias após inicio do ciclo cana soca sob condições controladas de luz e CO2. As quatro lâminas de irrigação utilizadas foram L50, L75 L100 e L125. Na lâmina L100 a umidade do solo foi mantida próxima à capacidade de campo (&theta;cc) ao longo de todo experimento, nas demais lâminas aplicou-se uma fração da L100. Verificou-se que o estresse hídrico afetou as trocas gasosas: fotossíntese líquida, transpiração, condutância estomática e eficiência do uso da água. Os valores de produtividade da água reais medidos no experimento oscilaram entre 5 a 9 kg de matéria seca m-3 de água evapotranspirada. Os maiores acúmulos de biomassa foram observados para as variedades V1, V2 e V4 na lâmina de irrigação de 100%, com mais de 80 t ha-1 de biomassa seca. A produtividade da água real de uma variedade de cana-de-açúcar pode ser estimada com base em medidas de trocas gasosas, porém deverá ser aplicado um fator de correção específico para cada variedade que oscila entre 3,1 e 5,2 para a lâmina de 100 %. / Sugarcane crop is one of the main crops of agribusiness in Brazil and is integrated into the national energy matrix, also serving as raw material for various industrial products. Due to changes in natural precipitation patterns taking place in various regions of the world in recent years, there are significant losses of productivity in sugarcane due to water deficit in the soil, making a major current obstacle to maximizing this crop productivity. The search for varieties resistant to water stress in breeding programs has sought to select genotypes that convert more efficiently the transpiration of the plant, avoiding excessive loss of water to the atmosphere, such that the plant \"save water in the soil\" in order to survive during periods of drought in the future. This work has the primary hypothesis that it is possible to estimate the water use efficiency (water productivity) and the final accumulation of carbon in the sugarcane crop at different soil water levels availability through localized measurements of photosynthesis and transpiration (IRGA - Gas exchange equipment) during initial and intermediate stages of crop growth. This study aims to evaluate, on a comparative basis, variables related to gas exchange for 8 varieties of sugarcane subjected to water stress during early vegetative growth. The experiment was carried out under greenhouse conditions at Escola Superior de Agricultura \"Luiz de Queiroz\" (USP) in Piracicaba-SP / Brazil. The treatments were distributed in a factorial scheme (4x4x8) with sub-divided plots with three repetitions, totaling 128 treatments and experimental units. Measurements of gas exchange took place between 45 and 195 days after the beginning of the sugarcane cycle ratoon under controlled conditions of light and CO2. The four irrigation depths used were L50, L75 L100 and L125. In the L100 treatment soil moisture was kept close to field capacity (&theta;cc) throughout the experiment; L50, L75 and L125 received a fraction of the L100. It was found that water stress affected plant gas exchange: net photosynthesis, transpiration, stomatal conductance and water use efficiency. The actual water use efficiency (water productivity) measured in the experiment varied between 5 and 9 kg of dry matter m-3 of evapotranspired water. The highest accumulation of biomass were observed for varieties V1, V2 and V4 on the L100 irrigation treatment, up to 83 t ha-1 dry matter (V1). Water use efficiency (water productivity) of sugarcane varieties can be estimated based on measurements of gas exchange, but must be assigned a specific correction variety factor ranging between 3.1 and 5.2 for the L100 tratment.

O cultivo da cana-de-açúcar depara-se com a falta de tecnologias alternativas inovadoras para impulsionar sua produtividade diante dos crescentes custos de mão de obra e insumos, tornando-se essencial aumentar a produtividade da cana de forma sustentável. A cana-de-açúcar é comercialmente plantada, utilizando-se cortes de toletes ou gemas. Este método de cultivo está se tornando gradualmente antieconômico, devido ao elevado custo das \"áreas de viveiros\" usadas para a renovação de canaviais, que demandam mais de 20 por cento do custo total de produção para renovação/novos plantios. Dessa forma, necessita-se de métodos alternativos de plantio, que impulsionem a produtividade da cana-de-açúcar sobre princípios de um planejamento adequado; entre outras práticas, devem estar inclusas a formação de viveiros sadios, com otimização de áreas destinadas à multiplicação de mudas e também a escolha das melhores opções entre os materiais genéticos para a formação do canavial. Este trabalho baseia-se na hipótese de que, para viveiros de cana-de-açúcar, exista uma combinação mais adequada entre a lâmina de irrigação/intensidade do déficit hídrico e a posição da gema ao longo do colmo; desta forma, aumenta-se a produtividade de gemas de cana-de-açúcar, que serão utilizadas no plantio do sistema de mudas-pré-brotadas (MPB). O objetivo deste trabalho foi avaliar, no que se refere ao viveiro de mudas, o efeito de quatro lâminas de irrigação, quatro intensidades de déficit hídrico na fase de maturação, quatro posições ao longo do colmo para oito variedades de cana-de-açúcar irrigadas por gotejamento, assim como também a produtividade por área e os custos de produção de gemas viáveis de cana-de-açúcar. O experimento foi conduzido no município de Piracicaba - SP, no Departamento de Engenharia de Biossistemas da Escola Superior de Agricultura \"Luiz de Queiroz\" (ESALQ/USP), em ambiente protegido (estufa). O delineamento experimental adotado foi em blocos inteiramente aleatorizados, com três blocos completos. Os tratamentos foram distribuídos em esquema fatorial (4x4x4x8), totalizando-se assim 511 tratamentos e 1536 parcelas experimentais. Os tratamentos testados foram: lâmina de irrigação ao longo do ciclo, com quatro níveis (Lâmina); intensidade do déficit hídrico na fase final do ciclo para maturação da cana-de-açúcar, com quatro estratégias de restrição hídrica (Maturação); posição da gema ao longo do comprimento do colmo, com quatro posições (Posição); e variedade comercial de cana-de-açúcar, com oito variedades (Variedade). Considerando-se que o presente estudo foi desenvolvido através de irrigação por gotejamento de alta frequência sob irrigação plena e irrigação com déficit, pode-se concluir que: a) a lâmina de irrigação que repõe o total de água requerido com alta frequência (L100) promove um aumento médio de 42% no total de gemas viáveis produzidas por hectare, comparado com o fornecimento de metade da lâmina de irrigação requerida (L50); b) as gemas localizadas no segundo quarto do dossel da touceira tem maior capacidade de pegamento, bem como as próximas do ápice; c) a adoção de déficit hídrico na fase pré-colheita (estratégias de maturação) em condições de irrigação plena (L100) podem reduzir em média 11% o número de gemas viáveis por hectare; d) a produtividade da água para gemas de cana-de-açúcar (2,88 à 3,17 litros gema-1) não tem relação com a lâmina de irrigação ou a estratégia de maturação adotada, sendo influenciada somente pelo material genético utilizado (variedade); e) as estratégias de restrição do volume de água aplicado (L50, L75 e L125) oneram em até 51% os custos de produção para cada gema viável produzida, comparado à irrigação plena (L100). / Sugarcane crop is facing a difficult road ahead due the rising input and labor costs and the lack of innovative alternative technologies to boost productivity. Thus, it is essential not only increase the productivity of sugarcane, but also keep it in a sustainable way, had conserving limited resources throughout time. To accomplish this, there is a strong necessity to use alternative methods of production to boost sugarcane productivity on the principles of \'\'more with less\'\'. More than ever, the answer refers to proper planning, which includes among other practices, the formation of healthy nursery, with definable areas intended to multiplication of seedlings and the choice of the best options among the available materials for the formation of cane field. Sugarcane is cultivated using cuts of stalks or bud chips and this cultivation method is gradually becoming uneconomical due the cost of \"nurseries areas\" used for renew old areas, requiring more than 20 percent of the total production cost for renovation/new plantings. This work has the hypothesis that for sugarcane, there is a better combination of water depth / intensity of water stress and bud chip position along the stem, in order to maximize the fixation / development of buds. The objective is evaluate the effect of four irrigation levels, four water stress intensities in the maturation phase, four positions along the stem, for eight varieties of sugarcane submitted to drip irrigation, analyzing the related variables quality seedlings (productivity and cost of viable buds of sugarcane). The experiment was conducted in Piracicaba - SP, in the research area of the Department of Biosystems Engineering of the College of Agriculture \"Luiz de Queiroz\" (ESALQ / USP), in a protected environment (greenhouse). The experimental design was completely randomized blocks, with 3 complete blocks. The treatments were arranged in a factorial design (4x4x4x8), totaling 511 treatments and 1536 experimental plots. The treatments were: water depth during the cycle with 4 levels (Water depths); commercial variety of cane sugar, with 8 varieties (Variety), intensity of water deficit in the final phase of the maturation of sugarcane, 4 water restriction strategies (maturation); and bud chip position along the stem length, 4 position (position). Considering the conditions in which this study was developed: drip irrigation high frequency under full irrigation and irrigation deficit, it can be concluded that: a) The water depth that returned the total water required in high frequency (L100) promotes an average of 42% increase in total viable bud chips produced per hectare, compared with when it was supplied half of the required water depth (L50); b) Bud chips located in the second part of the canopy has a higher fixation capacity, as well as the buds located at the top; c) The adoption of water deficit in the pre-harvest phase (maturity strategies) in full irrigation conditions (L100) can reduce an average of 11% the number of viable buds per hectare; d) The water productivity of sugarcane bud chip (2,88 à 3,17 litros gema-1) has no relation to the water depth or adopted maturation strategy, being influenced by the used genetic material (variety); e) The restriction water strategies applied (L50, L75 and L125) can increase up to 51% of the costs for each viable bud produced compared to full irrigation (L100).

A cana-de-açúcar é uma gramínea C4 usada por séculos como a principal fonte de açúcar e mais recentemente para obtenção de etanol. Devido a sua grande importância no cenário econômico mundial, estudos em cana-de-açúcar são cada vez mais importantes no sentido de prover informações que possam levar ao aumento de produtividade para suprir tanto a demanda interna quanto externa. No entanto, a quantidade de dados moleculares e biotecnológicos disponíveis está muito aquém do necessário, e investimentos na obtenção de novos conhecimentos serão necessários se quisermos evoluir neste campo, assim como manter o nosso país como líder na produção de etanol. Neste trabalho, conduzimos experimentos em campo para comparar variedades contrastantes para a tolerância ao déficit hídrico e realizamos diagnósticos fisiológicos e moleculares para diferenciar as variedades. O estresse hídrico levou à diminuição do crescimento e desenvolvimento de todas as três variedades analisadas. A variedade RB855536 foi identificada como a menos produtiva das três, visto que em condições de déficit hídrico ela diminui mais seu crescimento, sofre mais efeitos do estresse oxidativo, acumula mais osmólitos e tem o ciclo de Calvin menos ativo. A variedade RB867515 teve um melhor desempenho, não acumulou osmólitos, não teve aumento na concentração de prolina, teve sinais menores de estresse oxidativo e um melhor funcionamento do ciclo de Calvin. Além disto, nós observamos a indução de transcritos na via de resposta do ABA e proteínas relacionadas com a fotossíntese, transporte de água e dobramento protéico. A variedade RB92579 teve um padrão similar ao encontrado para a RB867515, mas teve uma maior fotossíntese, um menor estresse oxidativo e uma menor perda de pigmentos. Nossos dados avançaram na identificação de genes envolvidos na resposta ao déficit hídrico em cana-de-açúcar assim como permitiram distinguir as variedades utilizadas no estudo. A partir de uma prospecção inicial de dados de transcriptoma previamente obtidos pelo grupo, foram selecionados fatores de transcrição associados a características agronômicas de interesse. Produzimos anticorpos para 5 TFs de cana-de-açúcar e padronizamos a metodologia de ChIP-Seq utilizando a plataforma de sequenciamento Roche 454. Uma análise dos dados de ChIP-Seq usando anticorpos para a RNA Polimerase II nos permitiu detectar contaminações com DNA humano, provavelmente pela utilização de gDNA como controle das reamplificações, assim como a detecção de mapeamento de muitas regiões repetitivas, o que pode ser normal, podendo indicar locais de ligação da Polimerase II ou então background. O mapeamento de praticamente todos os dados de sorgo em cana evidenciou a similaridade entre estes organismos, mas a maior quantidade de mapeamento em cana evidencia uma maior complexidade de seu genoma. Os resultados foram importantes por permitir o estabelecimento de uma metodologia de mapeamento de regiões regulatórias no genoma da cana-de-açúcar e significa um importante passo no estabelecimento de redes regulatórias associadas a características agronômicas de interesse / Sugarcane is a C4 grass used for centuries as the main source of sugar and more recently for ethanol production. We have seen an increasing interest in recent years to understand sugarcane to improve yield and supply the increasing world demand. However, the amount of molecular data available is far from ideal, and investments in acquiring new knowledge will be necessary to progress in this field if we want to maintain our country as a pioneer in ethanol production. In this work, we conducted field experiments to compare varieties contrasting to drought tolerance and performed physiological and molecular analysis. The stress condition led to reduced growth and development of all three varieties. The variety RB855536 was identified as the least productive, suffered more effects of oxidative stress, has accumulated more osmolytes and has the Calvin cycle less active. The variety RB867515 had a better performance, did not accumulate osmolytes, had no increase in the concentration of proline, had minor signs of oxidative stress and a better functioning of the Calvin cycle. In addition, we observed an induction of transcripts in the ABA response pathway and proteins related to photosynthesis, water transport and protein folding. The variety RB92579 had a pattern similar to that found in RB867515, but presented increased photosynthesis, lower oxidative stress and a lower loss of pigment. We succeded in identifying genes involved in the response to water stress in sugarcane as well as in distinguishing the varieties used in the study. We selected transcription factors associated with agronomical traits from the transcriptome data previously obtained by the group. We produced antibodies for 5 sugarcane TFs and standardized the methodology of ChIP-Seq using the 454 sequencing platform. Data analysis of ChIP-Seq using RNA Pol II antibody allowed us to detect contamination with the human genome, probably due to the use of gDNA in the reamplification control, as well as to map the detection repetitive regions, which may be binding sites of Pol II or background. The data reveals that sorghum and the sugarcane genome are similar despite the complexity of sugarcane. The results were important since they allow the beggining of studies to map regulatory regions in the sugarcane genome, as well as the uncovery of regulatory networks associated with agronomic traits of interest

No presente trabalho objetivou-se, em um dos experimentos, avaliar o efeito das adubações nitrogenada e potássica sobre: a) o rendimento e composição mineral de maçãs; b) alguns atributos qualitativos de maçãs; c) a composição mineral das folhas e o crescimento da macieira (Malus domestica Borkh) e, noutro, avaliar a influência da aplicação de resíduo de papel na superfície do solo e da carga de frutos em atenuar os efeitos do déficit hídrico da macieira. O primeiro experimento foi conduzido durante os anos de 1998 a 2006, em São Joaquim-SC, Brasil, utilizando-se o cultivar 'Fuji'. Os tratamentos consistiram das combinações de quatro doses de N e K (0, 50, 100 e 200 kg ha-1 de N e K2O), aplicadas anualmente ao solo. O segundo experimento foi realizado em 2006, no município de Summerland-BC, Canadá, envolvendo a combinação do déficit hídrico em três períodos (50 a 90, 80 a 110 e 110 a 150 DAPF) do ciclo da macieira 'Golden Delicious', aplicação de resíduo de papel na superfície do solo (com e sem) e ajuste da quantidade de frutos (100% e 50%). O rendimento foi aumentado em cinco e em quatro dos oito anos avaliados pela adubação nitrogenada e potássica, respectivamente. O tamanho dos frutos foi mais influenciado pela adubação potássica que pela nitrogenada. As adições de N e K afetaram a composição mineral dos frutos, incrementando suas concentrações e as relações N:Ca e K:Ca. A adubação nitrogenada afetou negativamente a coloração, firmeza da polpa e teor de sólidos solúveis totais dos frutos. Essas mesmas variáveis foram afetadas positivamente pela adubação potássica, exceto para a firmeza da polpa. As concentrações dos macronutrientes nas folhas foram alteradas, principalmente pela adubação nitrogenada, que promoveu o incremento das concentrações de N, Ca e Mg e a redução das concentrações de K e P. A adubação potássica aumentou a concentração foliar de K e reduziu a de Mg. O crescimento da macieira foi afetado pelo N, o qual aumentou o perímetro do tronco e o comprimento dos ramos do ano. A análise química realizada em novembro mostrou-se útil na estimativa dos teores foliares dos macronutrientes atingidos em janeiro/fevereiro. As plantas submetidas ao déficit hídrico nos períodos de 50 a 90 e 80 a 110 DAPF tiveram a condutância estomática reduzida, porém, essa variável não foi alterada pela quantidade de frutos. A aplicação de resíduos de papel na superfície do solo atenuou a redução da condutância estomática provocada pelo déficit hídrico. A menor quantidade de frutos refletiu em maior massa média dos frutos, porém, em menor rendimento. A produção e a massa média de frutos foram maiores na presença do resíduo de papel na superfície do solo se comparadas à ausência do mesmo. As concentrações dos nutrientes nos frutos variaram em resposta aos períodos de déficit hídrico e, em geral, foram maiores quando a carga de fruto era menor. As concentrações de K, P e B também foram aumentadas pelo uso de resíduo de papel na superfície do solo, tanto nas folhas como nos frutos. / The objectives of this work were to evaluate, in one experiment, the effect of nitrogen and potassium fertilization on: a) yield and mineral composition of apples; b) some apples qualitative characteristics; c) mineral composition of leaves and growth parameters of apple trees (Malus domestica Borkh) and, in another one, the influence of paper mulch and fruit crop load in reducing the water deficit effects in apple trees. The first experiment was carried out from 1998 to 2006, in São Joaquim/SC, Brazil, using the 'Fuji' cultivar. The treatments were represented by the combination of four N and K annual fertilizer rates (0, 50, 100 and 200 kg ha-1 of N and K2O). The second experiment was accomplished in 2006, in Summerland-BC, Canada, analyzing the water deficit in three periods of the 'Golden Delicious' apple cycle (50 to 90, 80 to 110 and 110 to 150 DAFB), paper mulch (with and without) and fruit crop load adjustment (100% and 50%). The yield was increased in five and four of the analyzed years, by nitrogen and potassium fertilization, respectively. Fruit size was more influenced by potassium than nitrogen fertilization. N and K supply affected fruit mineral composition, increasing their concentrations and N:Ca and K:Ca ratios, whereas nitrogen fertilization decreased the Ca, Mg and P concentration in the fruits. Nitrogen fertilization negatively affected the parameters of fruit color, flesh firmness and soluble solids contents. These variables were positively affected by potassium fertilization, except flesh firmness. The macronutrients concentration in leaves were altered, specially by nitrogen fertilization, which promoted the increasing of N, Ca and Mg concentrations and the reducing of K and P concentrations. The potassium fertilization increased K and decreased Mg concentration in leaves. Trunk girth and new year shoot length were increased by N fertilization. Chemical analysis done in November was useful in predicting the macronutrients contents in leaves reached in January/February. Plants submitted to water deficit from 50 to 90 and 80 to 110 DAFB showed reduced stomatal conductance but this variable was no affected by fruit crop load. The paper mulch alleviated the decreasing in stomatal conductance caused by water deficit. The lowest fruit crop load caused highest average fruit mass, but lowest yield. The production and average fruit mass were higher when mulch was used, if compared with its absence. Fruit nutrient concentrations ranged in response to the water deficit periods and were generally higher when fruit crop load was lower. Both, leaf and fruit K, P and B concentrations were increased by mulch paper. Fruit crop load was the factor that less affected the nutrients concentrations in leaves.

Currently, the cropping area is around 10 million hectares, in which the sugarcane fields are expanding for marginal regions, mainly where grains and pasture were previously cultivated. From that, the objectives of this study were: to calibrate and evaluate a sugarcane yield model using data from 12 fields conducted under high technology field conditions; to evaluate the performance of a gridded system (NASA/POWER) to increase the spatial density of the weather stations in Brazil, to be employed as input data of crop simulation models; to map, in micro-region scale, the potential (Yp), the best farmer\'s (Ybf) and average actual (Yavg) sugarcane yields in Brazil, in order to determine the sugarcane yield gaps by water deficit (YGWD) and by crop management (YGCM), and to define strategies for a most sustainable sugarcane crop production. The yield model showed a good performance in the yield simulation, during the calibration and validation phases. The estimated yield in the calibration phase was 81.9 Mg ha-1 while the observed one was 82.3 Mg ha-1. In the validation phase, the estimated yield was 82.9 Mg ha-1 and the observed was 86.9 Mg ha-1. These results suggested that this kind of model can be used for yield estimation, mainly for agricultural planning purposes, at regional and national scales. The NASA/POWER weather data showed a reasonable performance when compared to observed data that control Yp (solar radiation and air temperature). On the other hand, although the annual average rainfall were very similar in all locations evaluated, this variable presented unsatisfactory statistical coefficients (R2 = 0.60 and MAPE = 233.4%), being suggested, therefore, to replacement of rainfall data from the gridded system by the ones from local rainfall stations (ANA). In the majority of the locations, the percentage errors of Yp were ±15%, while the attainable yield was overestimated by 14% when estimated without replace the rainfall data by the ANA\'s data. Otherwise, when the rainfall data were modified by the ones from ANA, a better adjustment was obtained, revealing an overestimation of only 5%. Finally, 259 virtual weather stations were generated with NASA/POWER data and rainfall from ANA database to estimate yields. The yield types were spatialized through software ArcGis 9.3&reg; at micro-region level. The yield gaps by water deficit and crop management were determined. It was observed that the sugarcane yield losses in Brazil are mainly caused by water deficit (74% of total yield gap), while 26% was due crop management. These results contribute for a better understanding about the factors that control sugarcane production and, therefore, they can be used to define strategies, such use of drought tolerant cultivars, irrigation, and soil decompaction, to make sugarcane production in Brazil more efficient and sustainable. / Atualmente, a cana de açúcar ocupa uma área de aproximadamente 10 milhões de hectares, revelando um pronunciado avanço dos canaviais para regiões marginais, onde anteriormente predominavam os cultivos de grãos e pastagens. Assim, os objetivos deste estudo foram calibrar e avaliar um modelo de estimativa da produtividade de colmos da cana de açúcar em 12 locais, sob elevado padrão tecnológico e operacional de cultivo; avaliar o desempenho de um sistema de dados meteorológicos em grid (NASA/POWER, 1°x1°) para incrementar a densidade espacial de estações meteorológicas no Brasil para serem empregados em modelos de simulação de culturas; e mapear, a produtividade potencial (Yp), a produtividade obtida pelos produtores com elevado nível tecnológico (Ybf) e a produtividade real média (Yavg) de colmos no Brasil, para, posteriormente, determinar a quebra de produtividade da cana de açúcar decorrente do déficit hídrico (YGWD) e do manejo da cultura (YGCM), a fim de indicar estratégias para um cultivo mais sustentável. O modelo agrometeorológico de estimativa apresentou desempenho satisfatório na simulação das produtividades, tanto na fase de calibração como na validação. A produtividade estimada na calibração foi de 81.9 Mg ha-1 enquanto que a observada foi 82.3 Mg ha-1. Na validação, a produtividade estimada foi 82,9 Mg ha-1 e a observada foi 86,9 Mg ha-1. Esses resultados sugerem a possibilidade do emprego desse modelo para a estimativa da produtividade da cultura da cana-de-açúcar, principalmente em termos de planejamento agrícola em média e grande escalas. O sistema NASA/POWER apresentou desempenho satisfatório em relação às variáveis meteorológicas que controlam a Yp (radiação solar e temperatura do ar). Por outro lado, embora os totais anuais de precipitação tenham sido bastante semelhantes, a precipitação apresentou coeficientes estatísticos apenas razoáveis, principalmente para aplicações em modelos de simulação da produtividade (R2 = 0,60 e MAPE = 233,4%), sendo sugerido, portanto, o uso de dados dessa variável provenientes de estações pluviométricas locais. Na grande maioria dos locais avaliados o erro percentual da produtividade potencial variou entre ±15%, enquanto que a produtividade atingível foi superestimada em 14% quando esta foi estimada com os dados de precipitação do sistema NASA/POWER. Por outro lado, quando os dados de precipitação foram modificados pelos dados de estações pluviométricas da ANA, houve apenas 5% de superestimativa da produtividade. Por fim, foram geradas 259 estações meteorológicas virtuais com os dados do sistema NASA/POWER e a precipitação das estações pluviométricas da ANA. Posteriormente, os yield gaps por efeito do déficit hídrico e do manejo da cultura foram determinados. Os resultados indicaram que o principal fator restritivo da produtividade da cana de açúcar no Brasil é o déficit hídrico (74% do YG total), enquanto que as práticas de manejo da cultura sub-ótimas contribuem com 26% da quebra total. Isso contribuiu para um melhor entendimento dos aspectos que afetam a produção de cana de açúcar em diferentes regiões brasileiras, sendo, portanto, possível se delimitar estratégias, como o uso de cultivares tolerantes à seca, a irrigação e a descompactação dos solos, que tornem a cultura mais resiliente e produção canavieira mais eficiente e sustentável.

A irrigação quando bem manejada, pode minimizar os riscos econômicos da atividade sucroalcooleira, particularmente em safras com presença de instabilidade climática onde a restrição hídrica, promovida pela diminuição no volume de chuvas, pode reduzir a produtividade dos canaviais. Dentre as ferramentas disponíveis para a gestão eficiente da água na agricultura irrigada, a técnica de irrigação sob déficit pode se tornar uma escolha acertada para a cana-de-açúcar, desde que sejam identificadas as fases fenológicas e épocas de cultivo onde a limitação da oferta de água não implique em reduções antieconômicas no rendimento da cultura. Diante disso, a hipótese que norteia essa pesquisa, é a de que existe uma estratégia de irrigação sob déficit, que associada a uma variedade com características específicas, possibilite a expressão de indicadores de produtividade tão satisfatórios quanto os obtidos em condições de irrigação plena. Nessa linha, os objetivos da pesquisa envolveram o estudo da dinâmica foliar, acúmulo e particionamento de biomassa e ainda, índices de produtividade da água para biomassa, açúcar e etanol de 1ª e 2ª geração de oito variedade de cana-de-açúcar, submetidas a diferentes condições de disponibilidade hídrica no solo em dois ciclos de cultivo (cana-planta e cana-soca). A pesquisa foi realizada na Escola Superior de Agricultura \"Luiz de Queiroz\", em Piracicaba/SP, onde foram estudados os dois primeiros ciclos de cultivo da cana-de-açúcar, sendo estes abordados nesta tese como Experimento 1 (cana-planta) e Experimento 2 (cana-soca). O delineamento experimental adotado para ambos os ciclos foi o de blocos casualizados, com três blocos completos. Os tratamentos foram compostos por três fatores em esquema de parcelas sub-subdivididas. Estas parcelas foram formadas por duas plantas (touceiras) alocadas em um vaso com aproximadamente 330 litros de solo. No Experimento 1, foram estudados três fatores, sendo o primeiro e segundo com quatro níveis e o terceiro com oito (4x4x8), totalizando assim 128 tratamentos, sendo eles: quatro níveis de irrigação ao longo do ciclo (125, 100, 75 e 50% da ETc); oito variedades comerciais de cana-de-açúcar e quatro procedimentos de maturação, impostos por meio de variações na intensidade do déficit hídrico aplicado. Para o Experimento 2, substitui-se o fator Maturação por Épocas de Corte, o qual consistiu em colheitas de um quarto do experimento a cada 90 dias. Os resultados encontrados apontaram que a área foliar responde positivamente a maior disponibilidade hídrica no solo, tendo sido verificado uma relação proporcional entre estes. Quanto ao acúmulo de biomassa, verificou-se que para as oito variedades estudadas houve incremento de biomassa a medida em que se aumentou o volume de água disponibilizado às variedades. No tocante ao particionamento, as folhas foram os drenos principais de fotoassimilados da planta até os 100 dias de cultivo, sendo que após este período, os colmos ocuparam o lugar de dreno preferencial. Os indicadores de produtividade da água apresentaram diferenças significativas para o fator lâmina, o que indica a existência de cultivares de cana-de-açúcar mais eficientes no uso da água. Por fim, observou-se que a produtividade da água para etanol total apresentou valores expressivos, com média para essa variável igual a 1,81 L m-3, o que denota o potencial de rendimento de etanol (1G + 2G) a partir da cana-de-açúcar quando é adotado o aproveitamento integral das plantas. / Irrigation when managed, can minimize the economic risks of sugarcane activity, particularly in crops with the presence of climatic instability where water restriction, promoted by the decrease in rainfall, can reduce the productivity of sugarcane fields. Among the tools available to effectively irrigation manage, under deficit irrigation technique can become a right choice for sugarcane, provided they are investigated phenological stages and growing seasons where the limitation of the supply of water does not lead to uneconomical reductions in crop yield. Therefore, the hypothesis that guides this work is that there is a strategy of deficit irrigation, which associated with a cultivar with specific characteristics, enables the expression of productivity indicators as satisfactory as those obtained in full irrigation conditions. In this context, the objectives of this research involves the study of leaf dynamics, biomass accumulation and partitioning and also the water productivity indices for biomass, sugar and ethanol from 1st and 2nd generation of eight variety of sugarcane, subject to different conditions of soil water availability in two crop cycles (cane plant and ratoon crop). The research was conducted at the College of Agriculture \"Luiz de Queiroz\", Piracicaba-SP, Brazil. The research was conducted in the first two cycles of cultivation of sugarcane, which are named in this thesis as Experiment 1 (plant crop) and Experiment 2 (ratoon crop). The experimental design adopted for both cycles was blocks randomized, with three complete blocks. The treatments were three factors in scheme of sub-split plot. These plots were formed by two plants (clumps) placed in a pot with about 330 liters of soil. In Experiment 1, three factors were studied, the first and second with four levels and the third with eight (4x4x8), totalizing 128 treatments, as follows: four levels of irrigation throughout the cycle (125, 100, 75 and 50% ETc); eight commercial varieties of sugarcane and four maturity procedures imposed by means of variations in the intensity of water deficit applied. For Experiment 2, the maturation factor was replace for Seasons Court, which consisted in harvests of a quarter of the experiment every 90 days. The results showed that the leaf area responds positively to greater soil water availability, having been verified a proportional relationship between these variables. For the biomass accumulation, it was found, for the eight varieties studied, an increment of biomass while was increase the volume of water available for the varieties. Regarding the partitioning, the leaves were the preferred structures of the plant until the 100 days of cultivation, and after this period, the stems took the place of preferred drain. Water productivity indicators showed significant differences for the irrigation depth factor, which indicates the existence of sugarcane cultivars water use more efficient. Finally, it was observed that the total water productivity to ethanol showed significant values, with a mean for that variable equal to 1.81 L m-3, which shows the ethanol yield potential (1G + 2G) from sugarcane when it adopted the overall use of plants.