Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias. Programa de Pós-Graduação em Agroecossistemas. / Made available in DSpace on 2012-10-20T20:42:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 195464.pdf: 559675 bytes, checksum: c79c3783b603698f6794826547265b5c (MD5) / Os estudos sobre os fenômenos relacionados à velocidade de mobilização do fósforo no solo concentram-se em aspectos de ordem físico-químicas, havendo a necessidade de compreender melhor o papel da atividade biológica na ciclagem desse nutriente em sistemas agrícolas. Uma abordagem que leve em consideração os efeitos de manejos de plantas usados pelos agricultores e da atividade microbiana no solo pode auxiliar na identificação dos mecanismos envolvidos na dinâmica de transformações do fósforo. Com o objetivo de avaliar o efeito de plantas micorrízicas e não micorrízicas de cobertura sobre aspectos biológicos da dinâmica do fósforo, foi realizado um levantamento dos teores de fósforo extraível, fósforo microbiano e fósforo orgânico, da atividade de fosfatases ácidas e alcalinas e do pH em solos de sistemas de produção agrícola nos municípios de Campos Novos e Atalanta, Santa Catarina. Amostras de solo foram coletadas nos períodos de floração das plantas de cobertura hibernais e das culturas estivais que as sucederam, bem como nos estádios iniciais de crescimento e na floração das plantas de cobertura cultivadas em sucessão aos cultivos de verão. As plantas de cobertura micorrízicas foram aveia (Avena strigosa) e ervilhaca (Vicia sp.) e as não micorrízicas, nabo forrageiro (Raphanus sativus var. oleiferus) e tremoço branco (Lupinus albus). Nos sistemas sucessionais amostrados em Campos Novos, solo cultivado com nabo forrageiro apresentou maior acúmulo de fósforo na biomassa microbiana em relação às frações lábeis e orgânicas em comparação à aveia preta, na floração dessas espécies e na estação seguinte; tais efeitos não foram verificados nos demais períodos subseqüentes de amostragem. A ausência de resultados consistentes nos sistemas avaliados em Campos Novos pode indicar que os parâmetros biológicos analisados foram regulados mais por variações temporais e espaciais das amostragens que pelas espécies vegetais em sucessão. Nos sistemas agrícolas em Atalanta, a atividade de fosfatases ácidas foi maior nos solos sob espécies não micorrízicas no período subseqüente ao cultivo delas, indicando uma persistência da atividade enzimática. A atividade de fosfatases alcalinas foi maior nos solos com espécies não micorrízicas durante o ciclo das plantas de cobertura, mantendo-se no período de floração do milho, mas desaparecendo no novo cultivo de cobertura. O efeito sobre a atividade enzimática ligada à mineralização de fosfatos orgânicos no solo dependeu do caráter micorrízico ou não micorrízico das espécies utilizadas, e essa influência persistiu durante as estações de cultivos subseqüentes. A maior atividade enzimática em solos com espécies não micorrízicas pode ser um mecanismo para o aumento de mobilização do fósforo no solo, em compensação à não formação de micorrizas.

A absorção de fósforo é determinada por processos e mecanismos que integram o seu fluxo no sistema solo-planta que, por sua vez, são afetados por fatores de solo e de planta, os quais podem ser descritos por modelos de simulação. Este trabalho teve por objetivo verificar o efeito dos fatores de solo e de planta que atuam na liberação, no suprimento e na absorção de fósforo e no crescimento da soja, em solos com diferentes características difusivas em plantio direto e preparo convencional, e sua verificação pelo modelo mecanístico de Barber e Cushman. O experimento foi realizado em câmara de crescimento do Departamento de Solos da UFRGS, em colunas indeformadas de solos submetidos a diferentes sistemas de preparo por longo período. Foram determinados os parâmetros de solo e de planta necessários para atender os objetivos propostos. A aplicação superficial dos adubos fosfatados e o não revolvimento do solo no sistema plantio direto resultaram em maior biodisponibilidade de fósforo em relação ao preparo convencional. A umidade volumétrica e o fator de impedância, de maneira geral, não diferiram entre os sistemas de preparo de solo, porém a maior concentração de fósforo na solução do solo e o menor poder tampão, no sistema plantio direto determinaram um maior suprimento de fósforo às raízes em relação ao preparo convencional. As plantas cultivadas no sistema plantio direto apresentaram maior crescimento radicular, predominantemente na camada de 0-10 cm, devido ao maior suprimento de fósforo. Estes dois parâmetros, maior suprimento e maior crescimento de raízes, determinaram maior absorção de fósforo e produção de matéria seca nas plantas de soja cultivadas no sistema plantio direto, em relação às cultivadas em preparo convencional. O modelo utilizado mostrou-se satisfatório para descrever a absorção de fósforo pela soja e possibilitou quantificar a contribuição de parâmetros e fatores que atuam no fluxo de fósforo no sistema solo-planta. / Phosphorus uptake by plant is determined by processes and mechanisms responsible by the soil-plant continuum flux, that are affected by soil and plant factors and can be described by simulation nutrient uptake models. This research was then conducted to verify the effect of soil and plant factors that influence phosphorus release, supply and uptake and soybean growth in soils with different diffusive characteristics under no and conventional tillage, and its evaluation by the Barber & Cushman mechanistic model. The experiment was conducted in growth chamber of the Department of Soils/UFRGS in undeformed soil columns with soils under differents tillage systems for long time, with the determination of soil and plant parameters. Surface application of phosphate fertilizer and no soil mobilization under notillage showed higher phosphorus bioavailability in relation to conventional tillage. Volumetric water and impedance factor, in general, were not affected by tillage systems, but the higher phosphorus concentration in soil solution and the lower buffer power in no-tillage system, determined higher phosphorus supply to plant roots, as compared to conventional tillage. Soybean plants grown in notillage system presented higher root growth in the 0-10 cm soil layer, due to the higher phosphorus supply. These two parameters, higher phosphorus supply and higher root growth, increased the phosphorus uptake and the soybean dry matter production in no-tillage system. The uptake simulation model used describes satisfactorily phosphorus uptake by soybean and allows evaluate the contribution of parameters and factors involved in the soil-plant continuum phosphorus flux.

A inibição do crescimento das culturas causada na condição de solos ácidos, devido principalmente pela deficiência de fósforo (P) e toxidez de alumínio (Al), é um sério problema para a produção agrícola. Em trigo, a cv. Toropi foi identificada como altamente tolerante ao Al e, também apresenta tolerância à presença de baixo P, quando comparada a cultivar sensível, Anahuac. Para compreender os mecanismos de aclimatação de Toropi na coexistência dos estresses, análises genéticas e fisiológicas comparativas foram realizadas em plântulas sob condição de hidroponia. Análises relacionadas ao requerimento de P nos genótipos e na população segregante (Toropi X Anahuac) permitiram confirmar a tolerância de Toropi à deficiência de P pela maior capacidade de estabilizar os níveis de fosfato livre na parte aérea, possivelmente por regular mais adequadamente a translocação de P para parte aérea em comparação com Anahuac. Foram identificados QTLs (Quantitative Trait Loci) relacionados às características de deficiência de P e tolerância ao Al com ampla distribuição nos grupos de ligação. Quanto à característica de Al foi reforçada a superioridade do cromossomo 4DL na característica, contribuindo com cerca de 20% da variação fenotípica. Neste mesmo cromossomo, foi localizado um QTL para a concentração de fosfato livre nas raízes explicando cerca de 10% da característica, em apenas 4cM de distância. Colocalização de QTLs foi encontrada também no grupo de ligação 19. Análises genéticas pelo método de subtração supressiva, SSH (Suppression Subtractive Hybridization) permitiram identificar sequências diferencialmente expressas relacionadas a ambos os estresses e avaliar seu comportamento temporal nos genótipos sob deficiência de P. Evidenciou-se uma complexa rede de ativação de genes em Toropi relacionada às mais diversas vias metabólicas, mas principalmente no metabolismo secundário e vias de sinalização. Análises enzimáticas relacionadas ao metabolismo antioxidativo sugerem comportamento diferencial de Toropi para a enzima catalase. A partir dos resultados pode-se inferir que, pelo menos parcialmente, há compartilhamento das rotas induzidas na resposta aos estresses de Al e P. / The inhibition of crop growth caused by acid soils mainly due to phosphorus (P) deficiency and aluminum (Al) toxicity is a significant problem to agriculture. In wheat, the cultivar Toropi was identified not only as highly tolerant to Al but also to low P availability, when compared to the sensitive cultivar Anahuac. Aiming to understand Toropi's acclimation mechanisms, in the co-existence of these stresses, genetic and physiologic analysis were performed in seedlings on hydroponics. Studying the P requirements, in both genotypes and in its segregating population (Toropi X Anahuac), allowed confirming Toropi's tolerance to P deficiency. It was due to its higher capacity of stabilizing shoot free phosphate levels caused by better regulation of P translocation to the shoot. QTLs (Quantitative Trait Loci) related to P deficiency and Al tolerance were identified distributed at several ligation groups. In relation to the trait Al tolerance it was reinforced the superiority of chromosome 4DL. It contributed with about 20% of the phenotypic variation. At this chromosome was also located, at 4 cM of distance, a QTL related to free phosphate in the roots explaining about 10% of this trait. QTL colocalization was found also at ligation group 19. Genetic analysis using suppressive subtraction, SSH (Suppression Subtractive Hybridization) permitted identification of differentially expressed sequences related to both stresses as well as evaluation of temporal behavior of sequences in the genotypes under P starvation. A complex gene activation network was observed in Toropi related to several metabolic pathways, especially to the secondary metabolism and transduction pathways. Enzymatic analysis of antioxidative metabolism suggested a differential behavior of the enzyme catalase for Toropi. Based on these results it is suggested that, at least partially, sharing of pathways exists between the responses to P and Al stresses.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-08-08T04:11:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 347092.pdf: 3192784 bytes, checksum: 23bcfa8aae6c53f3db8fc45db6f2a6b1 (MD5) Previous issue date: 2017 / A natureza física da interação entre seis óxidos de fosfina secundárias (SPOs) (1-6) e um modelo para o caroço de um nanocluster de prata (SNC), Ag32 (I@II), foi investigada. Os SPOs foram escolhidos de trabalhos experimentais em catálise e o SNC foi escolhido por ser bastante estável e já ter sido caracterizado por cristalografia de raios-X. A investigação da situação de ligação se deu à luz da análise de decomposição de energia (EDA-NOCV), como anteriormente já reportado para interações entre tiolatos e nanoclusters de ouro (BP86-D3/TZ2P/ZORA//BP86-D3BJ/def2-TZVP/SDD). Um conjunto de possíveis modos de coordenação dos SPOs na superfície deste modelo de SNC foi estudado. Os SPOs apresentaram mapas de potencial eletrostático condizentes com as análises de carga natural dos orbitais naturais de ligação (NBOs), em que há concentração de carga mais negativa no oxigênio e menos positiva no hidrogênio em tautômeros com fósforo pentavalente quando em comparação com o oxigênio e hidrogênio em tautômeros com fósforo trivalente. O fósforo encontra-se menos impedido estericamente e menos positivamente carregado quando trivalente. Substituintes alifáticos terc-butila, cicloexila e etila promovem maiores densidades eletrônicas no par isolado do fósforo trivalente, além de cargas mais negativas sobre o grupo POH, enquanto substituintes aromáticos naftila e fenila promovem o oposto, retirando carga. A maioria dos SPOs mostra conformações com coordenação pelo fósforo, enquanto H P(=O) tBu Naph (5) apresenta coordenação através do oxigênio. Apesar de a análise de EDA-NOCV indicar interações mais fortes pelo fósforo, um custo energético de 19,76 kcal/mol para a distorção geométrica domina a conformação pelo fósforo para este SPO. EDA-NOCV mostra interações dispersivas e polarizações orbitais como fatores distintos para a interação de substituintes aromáticos com a superfície de prata, o que está em perfeita concordância com gráficos de interação não covalente (NCI) das estruturas.<br> / Abstract : The physical nature of the interaction between six secondary phosphine oxides (SPOs) (1-6) and a model for a silver nanocluster (SNC), Ag32 (I@II), was investigated. The SPOs were chosen from experimental work on catalysis and the SNC was chosen for its stability and for being already characterised by X-ray crystallography. The investigation on the bonding situation was done in the light of the energy decomposition analysis (EDA-NOCV), as previously reported for interactions between thiolates and gold nanoclusters (BP86-D3/TZ2P/ZORA//BP86-D3BJ/def2-TZVP/SDD). A set of possible coordination modes of the SPOs on the surface of this SNC model was studied. SPOs present electrostactic potential maps that agree with the natural charge analysis from the natural bonding orbitals (NBOs), in which there is more negative charge concentration on the oxygen and less positive charge on the hydrogen in tautomers with pentavalent phosphorus, when compared with oxygen and hydrogen in tautomers with trivalent phosphorus. Phosphorus is found to be less sterically hindered and less positively charged when trivalent. Aliphatic substituents such as tert-butyl, cyclohexyl and ethyl promote higher electron density in the lone pair of the trivalent phosphorus, and more negative charges on the POH group, while aromatic substituents such as naphthyl and phenyl promote the opposite, withdrawing charge. The majority of SPOs show conformations with coordination with phosphorus, while H P(=O) tBu Naph (5) show coordination through oxygen. While the EDA-NOCV analysis indicates stronger interactions through phosphorus, a higher energetic cost of 19.76 kcal/mol for the geometrical distortion dominates the conformation through phosphorus for this SPO. EDA-NOCV shows dispersive interactions and orbital polarisations as distinct factors for the interaction of aromatic substituents with the silver surface, which is in perfect agreement with non-covalent interaction (NCI) graphs of the structures.

O extrator Mehlich utilizado nos estados do RS e de SC para avaliar a disponibilidade de fósforo às plantas apresenta sensibilidade ao poder tampão do solo. Essa limitação é contornada, em parte, pela separação dos solos em classes de tamponamento, sendo utilizado para este fim o teor de argila. Entretanto, essa medida textural apresenta algumas limitações de ordem técnica e operacional. O objetivo do presente estudo foi avaliar a técnica do P-remanescente comparativamente à argila como índice do poder tampão em solos do estado do RS. A relação entre P-remanescente e argila foi obtida com a seleção de 200 amostras provenientes de diferentes localidades do Estado. Em 20 tipos de solos representativos foram determinados o P-remanescente, os teores de argila pelos métodos da pipeta e do hidrômetro, a capacidade máxima de adsorção de P, o Fe total e o de origem pedogênica, a dose de P2O5 necessária para aumentar 1 mg kg-1 no solo pelos métodos Mehlich-1 e 3 e o fator capacidade de fósforo. Nestes solos foram conduzidos três cultivos de milho, em que foi determinado o teor de P pelos métodos de Mehlich-1 e 3 na máxima eficiência técnica e as relações entre o P predito pelos métodos e o absorvido pelas plantas. Foram feitas análises de correlação entre P-rem e argila, e estes com atributos de solos relacionados ao poder tampão de P. A relação entre P-rem e argila foi descrita por uma função exponencial decrescente, porém o ajuste foi inadequado para se propor teores críticos para o P-rem. O índice do P-rem foi superior à argila em praticamente todas as relações feitas com os atributos relacionados ao poder tampão dos solos. Em alguns cenários, houve igualdade entre os índices, porém, em nenhum deles o P-remanescente foi inferior à argila. Com isso, ficou evidente que o P-rem é um índice mais fidedigno do poder tampão dos solos do que o teor de argila e que poderia ser usado se há a intenção de se continuar utilizando tanto o Mehlich-1 como o Mehlich-3 para estimar a disponibilidade de P do solo para as plantas nos estados RS e de SC. / The Mehlich soil extractant used in the states of Rio Grande do Sul(RS) and Santa Catarina(SC) to evaluate the availability of phosphorus for the plants is sensitive to the soil buffering power. This limitation is avoided partly by separating the soils into buffering classes, and the criterion used for this purpose is the clay content. However, this textural measure has some technical and operational limitations. The purpose of the present study was to evaluate the technique of the remaining phosphorus (P-rem) compared to clay as an index of the buffering power of the soils in RS. The P-rem and clay ratio was obtained by selecting 200 samples from different places in the state. Were determined in 20 types of representative soils the P-rem, the clay content by the pipette and hydrometer method, the maximum capacity of P adsorption, the total and pedogenic Fe contents, the dose of P2O5 needed to increase 1 mg kg-1 in the soil using the Mehlich-1 and 3 methods and the phosphorus capacity factor. In these soils in which three corn crops were grown, the P content was determined by Mehlich-1 and 3 methods at maximum technical efficiency, as well as the relations between the P predicted by the methods and that absorbed by the plants. Correlation analyses were performed between P-rem and clay, and these with the attributes of soils involving the P buffering power. The relation between P-rem and clay was described by a decreasing exponential function, but the adjustment was inadequate to propose critical contents for P-rem. The P-rem index was superior than the clay index in practically all relations done with the attributes related to the buffering power of the soils. In some scenarios, the indexes were equal, but P-rem was not lower than clay in any of them. The results showed that P-rem is an index more reliable of the soil buffering power than the clay content and could be used for establish classes of soils for Mehlich-1 and Mehlich-3 determinations of soil phosphorus.

A inibição do crescimento das culturas causada na condição de solos ácidos, devido principalmente pela deficiência de fósforo (P) e toxidez de alumínio (Al), é um sério problema para a produção agrícola. Em trigo, a cv. Toropi foi identificada como altamente tolerante ao Al e, também apresenta tolerância à presença de baixo P, quando comparada a cultivar sensível, Anahuac. Para compreender os mecanismos de aclimatação de Toropi na coexistência dos estresses, análises genéticas e fisiológicas comparativas foram realizadas em plântulas sob condição de hidroponia. Análises relacionadas ao requerimento de P nos genótipos e na população segregante (Toropi X Anahuac) permitiram confirmar a tolerância de Toropi à deficiência de P pela maior capacidade de estabilizar os níveis de fosfato livre na parte aérea, possivelmente por regular mais adequadamente a translocação de P para parte aérea em comparação com Anahuac. Foram identificados QTLs (Quantitative Trait Loci) relacionados às características de deficiência de P e tolerância ao Al com ampla distribuição nos grupos de ligação. Quanto à característica de Al foi reforçada a superioridade do cromossomo 4DL na característica, contribuindo com cerca de 20% da variação fenotípica. Neste mesmo cromossomo, foi localizado um QTL para a concentração de fosfato livre nas raízes explicando cerca de 10% da característica, em apenas 4cM de distância. Colocalização de QTLs foi encontrada também no grupo de ligação 19. Análises genéticas pelo método de subtração supressiva, SSH (Suppression Subtractive Hybridization) permitiram identificar sequências diferencialmente expressas relacionadas a ambos os estresses e avaliar seu comportamento temporal nos genótipos sob deficiência de P. Evidenciou-se uma complexa rede de ativação de genes em Toropi relacionada às mais diversas vias metabólicas, mas principalmente no metabolismo secundário e vias de sinalização. Análises enzimáticas relacionadas ao metabolismo antioxidativo sugerem comportamento diferencial de Toropi para a enzima catalase. A partir dos resultados pode-se inferir que, pelo menos parcialmente, há compartilhamento das rotas induzidas na resposta aos estresses de Al e P. / The inhibition of crop growth caused by acid soils mainly due to phosphorus (P) deficiency and aluminum (Al) toxicity is a significant problem to agriculture. In wheat, the cultivar Toropi was identified not only as highly tolerant to Al but also to low P availability, when compared to the sensitive cultivar Anahuac. Aiming to understand Toropi's acclimation mechanisms, in the co-existence of these stresses, genetic and physiologic analysis were performed in seedlings on hydroponics. Studying the P requirements, in both genotypes and in its segregating population (Toropi X Anahuac), allowed confirming Toropi's tolerance to P deficiency. It was due to its higher capacity of stabilizing shoot free phosphate levels caused by better regulation of P translocation to the shoot. QTLs (Quantitative Trait Loci) related to P deficiency and Al tolerance were identified distributed at several ligation groups. In relation to the trait Al tolerance it was reinforced the superiority of chromosome 4DL. It contributed with about 20% of the phenotypic variation. At this chromosome was also located, at 4 cM of distance, a QTL related to free phosphate in the roots explaining about 10% of this trait. QTL colocalization was found also at ligation group 19. Genetic analysis using suppressive subtraction, SSH (Suppression Subtractive Hybridization) permitted identification of differentially expressed sequences related to both stresses as well as evaluation of temporal behavior of sequences in the genotypes under P starvation. A complex gene activation network was observed in Toropi related to several metabolic pathways, especially to the secondary metabolism and transduction pathways. Enzymatic analysis of antioxidative metabolism suggested a differential behavior of the enzyme catalase for Toropi. Based on these results it is suggested that, at least partially, sharing of pathways exists between the responses to P and Al stresses.

O extrator Mehlich utilizado nos estados do RS e de SC para avaliar a disponibilidade de fósforo às plantas apresenta sensibilidade ao poder tampão do solo. Essa limitação é contornada, em parte, pela separação dos solos em classes de tamponamento, sendo utilizado para este fim o teor de argila. Entretanto, essa medida textural apresenta algumas limitações de ordem técnica e operacional. O objetivo do presente estudo foi avaliar a técnica do P-remanescente comparativamente à argila como índice do poder tampão em solos do estado do RS. A relação entre P-remanescente e argila foi obtida com a seleção de 200 amostras provenientes de diferentes localidades do Estado. Em 20 tipos de solos representativos foram determinados o P-remanescente, os teores de argila pelos métodos da pipeta e do hidrômetro, a capacidade máxima de adsorção de P, o Fe total e o de origem pedogênica, a dose de P2O5 necessária para aumentar 1 mg kg-1 no solo pelos métodos Mehlich-1 e 3 e o fator capacidade de fósforo. Nestes solos foram conduzidos três cultivos de milho, em que foi determinado o teor de P pelos métodos de Mehlich-1 e 3 na máxima eficiência técnica e as relações entre o P predito pelos métodos e o absorvido pelas plantas. Foram feitas análises de correlação entre P-rem e argila, e estes com atributos de solos relacionados ao poder tampão de P. A relação entre P-rem e argila foi descrita por uma função exponencial decrescente, porém o ajuste foi inadequado para se propor teores críticos para o P-rem. O índice do P-rem foi superior à argila em praticamente todas as relações feitas com os atributos relacionados ao poder tampão dos solos. Em alguns cenários, houve igualdade entre os índices, porém, em nenhum deles o P-remanescente foi inferior à argila. Com isso, ficou evidente que o P-rem é um índice mais fidedigno do poder tampão dos solos do que o teor de argila e que poderia ser usado se há a intenção de se continuar utilizando tanto o Mehlich-1 como o Mehlich-3 para estimar a disponibilidade de P do solo para as plantas nos estados RS e de SC. / The Mehlich soil extractant used in the states of Rio Grande do Sul(RS) and Santa Catarina(SC) to evaluate the availability of phosphorus for the plants is sensitive to the soil buffering power. This limitation is avoided partly by separating the soils into buffering classes, and the criterion used for this purpose is the clay content. However, this textural measure has some technical and operational limitations. The purpose of the present study was to evaluate the technique of the remaining phosphorus (P-rem) compared to clay as an index of the buffering power of the soils in RS. The P-rem and clay ratio was obtained by selecting 200 samples from different places in the state. Were determined in 20 types of representative soils the P-rem, the clay content by the pipette and hydrometer method, the maximum capacity of P adsorption, the total and pedogenic Fe contents, the dose of P2O5 needed to increase 1 mg kg-1 in the soil using the Mehlich-1 and 3 methods and the phosphorus capacity factor. In these soils in which three corn crops were grown, the P content was determined by Mehlich-1 and 3 methods at maximum technical efficiency, as well as the relations between the P predicted by the methods and that absorbed by the plants. Correlation analyses were performed between P-rem and clay, and these with the attributes of soils involving the P buffering power. The relation between P-rem and clay was described by a decreasing exponential function, but the adjustment was inadequate to propose critical contents for P-rem. The P-rem index was superior than the clay index in practically all relations done with the attributes related to the buffering power of the soils. In some scenarios, the indexes were equal, but P-rem was not lower than clay in any of them. The results showed that P-rem is an index more reliable of the soil buffering power than the clay content and could be used for establish classes of soils for Mehlich-1 and Mehlich-3 determinations of soil phosphorus.

A absorção de fósforo é determinada por processos e mecanismos que integram o seu fluxo no sistema solo-planta que, por sua vez, são afetados por fatores de solo e de planta, os quais podem ser descritos por modelos de simulação. Este trabalho teve por objetivo verificar o efeito dos fatores de solo e de planta que atuam na liberação, no suprimento e na absorção de fósforo e no crescimento da soja, em solos com diferentes características difusivas em plantio direto e preparo convencional, e sua verificação pelo modelo mecanístico de Barber e Cushman. O experimento foi realizado em câmara de crescimento do Departamento de Solos da UFRGS, em colunas indeformadas de solos submetidos a diferentes sistemas de preparo por longo período. Foram determinados os parâmetros de solo e de planta necessários para atender os objetivos propostos. A aplicação superficial dos adubos fosfatados e o não revolvimento do solo no sistema plantio direto resultaram em maior biodisponibilidade de fósforo em relação ao preparo convencional. A umidade volumétrica e o fator de impedância, de maneira geral, não diferiram entre os sistemas de preparo de solo, porém a maior concentração de fósforo na solução do solo e o menor poder tampão, no sistema plantio direto determinaram um maior suprimento de fósforo às raízes em relação ao preparo convencional. As plantas cultivadas no sistema plantio direto apresentaram maior crescimento radicular, predominantemente na camada de 0-10 cm, devido ao maior suprimento de fósforo. Estes dois parâmetros, maior suprimento e maior crescimento de raízes, determinaram maior absorção de fósforo e produção de matéria seca nas plantas de soja cultivadas no sistema plantio direto, em relação às cultivadas em preparo convencional. O modelo utilizado mostrou-se satisfatório para descrever a absorção de fósforo pela soja e possibilitou quantificar a contribuição de parâmetros e fatores que atuam no fluxo de fósforo no sistema solo-planta. / Phosphorus uptake by plant is determined by processes and mechanisms responsible by the soil-plant continuum flux, that are affected by soil and plant factors and can be described by simulation nutrient uptake models. This research was then conducted to verify the effect of soil and plant factors that influence phosphorus release, supply and uptake and soybean growth in soils with different diffusive characteristics under no and conventional tillage, and its evaluation by the Barber & Cushman mechanistic model. The experiment was conducted in growth chamber of the Department of Soils/UFRGS in undeformed soil columns with soils under differents tillage systems for long time, with the determination of soil and plant parameters. Surface application of phosphate fertilizer and no soil mobilization under notillage showed higher phosphorus bioavailability in relation to conventional tillage. Volumetric water and impedance factor, in general, were not affected by tillage systems, but the higher phosphorus concentration in soil solution and the lower buffer power in no-tillage system, determined higher phosphorus supply to plant roots, as compared to conventional tillage. Soybean plants grown in notillage system presented higher root growth in the 0-10 cm soil layer, due to the higher phosphorus supply. These two parameters, higher phosphorus supply and higher root growth, increased the phosphorus uptake and the soybean dry matter production in no-tillage system. The uptake simulation model used describes satisfactorily phosphorus uptake by soybean and allows evaluate the contribution of parameters and factors involved in the soil-plant continuum phosphorus flux.

A absorção de fósforo é determinada por processos e mecanismos que integram o seu fluxo no sistema solo-planta que, por sua vez, são afetados por fatores de solo e de planta, os quais podem ser descritos por modelos de simulação. Este trabalho teve por objetivo verificar o efeito dos fatores de solo e de planta que atuam na liberação, no suprimento e na absorção de fósforo e no crescimento da soja, em solos com diferentes características difusivas em plantio direto e preparo convencional, e sua verificação pelo modelo mecanístico de Barber e Cushman. O experimento foi realizado em câmara de crescimento do Departamento de Solos da UFRGS, em colunas indeformadas de solos submetidos a diferentes sistemas de preparo por longo período. Foram determinados os parâmetros de solo e de planta necessários para atender os objetivos propostos. A aplicação superficial dos adubos fosfatados e o não revolvimento do solo no sistema plantio direto resultaram em maior biodisponibilidade de fósforo em relação ao preparo convencional. A umidade volumétrica e o fator de impedância, de maneira geral, não diferiram entre os sistemas de preparo de solo, porém a maior concentração de fósforo na solução do solo e o menor poder tampão, no sistema plantio direto determinaram um maior suprimento de fósforo às raízes em relação ao preparo convencional. As plantas cultivadas no sistema plantio direto apresentaram maior crescimento radicular, predominantemente na camada de 0-10 cm, devido ao maior suprimento de fósforo. Estes dois parâmetros, maior suprimento e maior crescimento de raízes, determinaram maior absorção de fósforo e produção de matéria seca nas plantas de soja cultivadas no sistema plantio direto, em relação às cultivadas em preparo convencional. O modelo utilizado mostrou-se satisfatório para descrever a absorção de fósforo pela soja e possibilitou quantificar a contribuição de parâmetros e fatores que atuam no fluxo de fósforo no sistema solo-planta. / Phosphorus uptake by plant is determined by processes and mechanisms responsible by the soil-plant continuum flux, that are affected by soil and plant factors and can be described by simulation nutrient uptake models. This research was then conducted to verify the effect of soil and plant factors that influence phosphorus release, supply and uptake and soybean growth in soils with different diffusive characteristics under no and conventional tillage, and its evaluation by the Barber & Cushman mechanistic model. The experiment was conducted in growth chamber of the Department of Soils/UFRGS in undeformed soil columns with soils under differents tillage systems for long time, with the determination of soil and plant parameters. Surface application of phosphate fertilizer and no soil mobilization under notillage showed higher phosphorus bioavailability in relation to conventional tillage. Volumetric water and impedance factor, in general, were not affected by tillage systems, but the higher phosphorus concentration in soil solution and the lower buffer power in no-tillage system, determined higher phosphorus supply to plant roots, as compared to conventional tillage. Soybean plants grown in notillage system presented higher root growth in the 0-10 cm soil layer, due to the higher phosphorus supply. These two parameters, higher phosphorus supply and higher root growth, increased the phosphorus uptake and the soybean dry matter production in no-tillage system. The uptake simulation model used describes satisfactorily phosphorus uptake by soybean and allows evaluate the contribution of parameters and factors involved in the soil-plant continuum phosphorus flux.

A inibição do crescimento das culturas causada na condição de solos ácidos, devido principalmente pela deficiência de fósforo (P) e toxidez de alumínio (Al), é um sério problema para a produção agrícola. Em trigo, a cv. Toropi foi identificada como altamente tolerante ao Al e, também apresenta tolerância à presença de baixo P, quando comparada a cultivar sensível, Anahuac. Para compreender os mecanismos de aclimatação de Toropi na coexistência dos estresses, análises genéticas e fisiológicas comparativas foram realizadas em plântulas sob condição de hidroponia. Análises relacionadas ao requerimento de P nos genótipos e na população segregante (Toropi X Anahuac) permitiram confirmar a tolerância de Toropi à deficiência de P pela maior capacidade de estabilizar os níveis de fosfato livre na parte aérea, possivelmente por regular mais adequadamente a translocação de P para parte aérea em comparação com Anahuac. Foram identificados QTLs (Quantitative Trait Loci) relacionados às características de deficiência de P e tolerância ao Al com ampla distribuição nos grupos de ligação. Quanto à característica de Al foi reforçada a superioridade do cromossomo 4DL na característica, contribuindo com cerca de 20% da variação fenotípica. Neste mesmo cromossomo, foi localizado um QTL para a concentração de fosfato livre nas raízes explicando cerca de 10% da característica, em apenas 4cM de distância. Colocalização de QTLs foi encontrada também no grupo de ligação 19. Análises genéticas pelo método de subtração supressiva, SSH (Suppression Subtractive Hybridization) permitiram identificar sequências diferencialmente expressas relacionadas a ambos os estresses e avaliar seu comportamento temporal nos genótipos sob deficiência de P. Evidenciou-se uma complexa rede de ativação de genes em Toropi relacionada às mais diversas vias metabólicas, mas principalmente no metabolismo secundário e vias de sinalização. Análises enzimáticas relacionadas ao metabolismo antioxidativo sugerem comportamento diferencial de Toropi para a enzima catalase. A partir dos resultados pode-se inferir que, pelo menos parcialmente, há compartilhamento das rotas induzidas na resposta aos estresses de Al e P. / The inhibition of crop growth caused by acid soils mainly due to phosphorus (P) deficiency and aluminum (Al) toxicity is a significant problem to agriculture. In wheat, the cultivar Toropi was identified not only as highly tolerant to Al but also to low P availability, when compared to the sensitive cultivar Anahuac. Aiming to understand Toropi's acclimation mechanisms, in the co-existence of these stresses, genetic and physiologic analysis were performed in seedlings on hydroponics. Studying the P requirements, in both genotypes and in its segregating population (Toropi X Anahuac), allowed confirming Toropi's tolerance to P deficiency. It was due to its higher capacity of stabilizing shoot free phosphate levels caused by better regulation of P translocation to the shoot. QTLs (Quantitative Trait Loci) related to P deficiency and Al tolerance were identified distributed at several ligation groups. In relation to the trait Al tolerance it was reinforced the superiority of chromosome 4DL. It contributed with about 20% of the phenotypic variation. At this chromosome was also located, at 4 cM of distance, a QTL related to free phosphate in the roots explaining about 10% of this trait. QTL colocalization was found also at ligation group 19. Genetic analysis using suppressive subtraction, SSH (Suppression Subtractive Hybridization) permitted identification of differentially expressed sequences related to both stresses as well as evaluation of temporal behavior of sequences in the genotypes under P starvation. A complex gene activation network was observed in Toropi related to several metabolic pathways, especially to the secondary metabolism and transduction pathways. Enzymatic analysis of antioxidative metabolism suggested a differential behavior of the enzyme catalase for Toropi. Based on these results it is suggested that, at least partially, sharing of pathways exists between the responses to P and Al stresses.