Phytoplankton chlorophyll-a fluorescence, measured in situ, can be applied as a tool to estimate primary production in the ocean over a large range of temporal and spatial scales. This non-invasive technique allows for fast assessments of photo-physiological parameters in contrast to the traditional methodologies (14C uptake and O2 evolution). The main photo-physiological parameters derived by the available instruments are yields, and as such, require careful interpretation. The comprehension of the main sources of variability of the photochemical and the light absorption efficiencies in marine phytoplankton has increased in the past years, largely by studies using monospecific cultures. In natural communities, however, the development of primary production models based on chlorophyll-a fluorescence remain limited as they are simultaneously subjected to a wide range of environmental and biological factors. This study will test the hypothesis that photo-physiological models for primary production estimates can be improved when key phytoplankton features, such as the pigments composition and dominant cell size, are taking into account. The approach was to contrast the photo-physiological parameters derived from measurements in distinct oceanographic regions, as well as those derived in a specific environment with presented different nutrient concentration according to the time of sampling. In addition, we showed for monospecific cultures, how the photo-physiological parameters are quantitatively related to the production of carbon under the interactive effects of taxonomic composition and cell size. The proportions of photosynthetic and photoprotective pigments present in the community were related to the bulk photochemical efficiency and the cross-section of light absorption, but varied among oceanographic regions and the depth of the water column. A parameterization of fluorescence-derived primary production rates, using four dominant size classes, was derived for natural phytoplankton communities under different nutrients conditions in a coastal environment, showing that the parameters differed among size classes above a threshold of nutrient concentration. The direct conversion rates between fluorescence-derived primary production and carbon assimilation rates, computed for two distinct phytoplankton cell sizes grown in controlled laboratorial conditions, showed that cell size strongly influences the efficiency of light absorption and photochemistry, however species-specific responses in photosynthetic energy allocation dominated the differences observed in how absorbed light is utilized to carbon assimilation, i.e., in the electron requirements for carbon assimilation. The results highlighted the importance of the tight coupling of nutrients availability and phytoplankton communities, as well as for measurements of chlorophyll-a fluorescence in the ocean and primary production models. This work presents a novel contribution to the increasing efforts to apply fluorescence-based techniques to understand and parameterize primary production estimates in marine systems, especially at highly dynamic environments. / A fluorescência da clorofila-a do fitoplâncton, medida in situ, pode ser uma ferramenta para estimar produção primária no oceano em grande escala temporal e espacial. Esta técnica não-invasiva permite análises rápidas de parâmetros foto-fisiológicos ao contrário de metodologias tradicionais (assimilação de 14C e produção de O2). Os principais parâmetros foto-fisiológicos de instrumentos disponíveis hoje tratam-se de eficiências, e como tal, requerem cuidados em serem interpretados. A compreensão das principais fontes de variabilidade da eficiência fotoquímica e de absorção de luz no fitoplâncton marinho tem aumentado nos últimos anos, em sua maioria em cultivos monoespecíficos. Em comunidades naturais, entretanto, o desenvolvimento de modelos de produção primária baseados na fluorescência da clorofila-a ainda é limitado uma vez que estão sujeitos à uma ampla gama de fatores ambientais e biológicos. Esse estudo testa a hipótese de que modelos foto-fisiológicos para estimar produção primária podem ser aprimorados considerando-se características fundamentais do fitoplâncton, como a composição de pigmentos e tamanho celular dominante. A estratégia foi contrastar parâmetros foto-fisiológicos derivados de medidas em regiões oceanográficas distintas, assim como medidas em um ambiente específico com diferentes concentrações de nutrientes ao longo do período amostrado. Adicionalmente, apresentamos através de cultivos monoespecíficos, como parâmetros foto-fisiológicos são quantitativamente relacionados à produção de carbono e os efeitos interativos da composição taxonômica e tamanho celular nessa relação. A proporção de pigmentos fotossintéticos e fotoprotetores da comunidade foram relacionados à eficiência fotoquímica e seção transversal de absorção de luz, porém variaram de acordo com a região oceanográfica e profundidade na coluna d\'água. Uma parameterização de taxas de produção primária derivadas da fluorescência, usando quatro classes de tamanho dominantes, foi proposta para comunidades naturais de fitoplâncton sob condições de nutrientes diferentes em um ambiente costeiro, mostrando que os parâmetros diferiram entre as classes de tamanho acima de um limiar de concentração de nutrientes. As taxas de conversão diretas entre produção primária derivada da fluorescência e taxas de assimilação de carbono, computadas para dois tamanhos de fitoplâncton crescidos em condições controladas em laboratório, mostraram que tamanho celular influencia as eficiências de absorção de luz e fotoquímica, porém respostas espécie-específicas na alocação de energia fotossintética dominaram as diferenças observadas em como a luz absorvida é utilizada para assimilação de carbono, ou seja, na razão de elétrons exigidos para assimilação de carbono. Os resultados destacam a importância do acoplamento da disponibilidade de nutrientes com a comunidade fitoplanctônica, assim como das medidas de fluorescência da clorofila-a no oceano e nos modelos de produção primária. Este trabalho apresenta uma contribuição inédita nos esforços crescentes em aplicar técnicas baseadas na fluorescência para entender e parameterizar estimativas de produção primária nos sistemas marinhos, especialmente em ambientes altamente dinâmicos.

Para poder compreender e descrever o crescimento das plantas forrageiras é necessário ter conhecimento acerca de seus aspectos agronômicos e morfofisiológicos e suas respostas aos fatores edafoclimáticos. O desenvolvimento de ferramentas que viabilizem a racionalização dessas inter-relações é de grande importância para a comunidade científica, ao facilitar a explicação da dinâmica do crescimento, e para o pecuarista dando opções de planejamento e auxílio à tomada de decisão na propriedade pecuária. O objetivo deste trabalho foi avaliar as respostas agronômicas e morfofisiológicas de cinco genótipos de Brachiaria spp. e gerar modelos de crescimento baseados em soma térmica e fotoperíodo além de adaptar o modelo CROPGROForragem, visando explorar esses recursos computacionais para estabelecer uma base racional de manejo desses capins. Foram estudados quatro genótipos de Brachiaria brizantha (Hochst. ex A. Rich.) Stapf (Marandu, Xaraés, Arapoty e Capiporã) e uma de B. decumbens Stapf (cv. Basilisk) colhidos a 15 e 7,5 cm durante onze ciclos distribuídos em um ano. As unidades experimentais (parcelas de 9 x 4 m) foram irrigadas e adubadas com o equivalente a 220 kg ha-1 ano-1 de N e K2O. O delineamento experimental foi de blocos completos casualizados em parcelas subdivididas com quatro repetições. Foi calculada a produção total e estacional de forragem. Foram monitoradas uma rebrotação de verão e de inverno, descrevendo-se a massa do resíduo, o fluxo de tecidos, padrão de acúmulo de forragem e as taxas de fotossíntese foliar dos capins, que foram utilizadas para a simulação da taxa de fotossíntese do dossel. Os capins Capiporã e Xaraés foram mais produtivos durante o verão. No inverno não houve diferença na produção dos genótipos. A altura de corte de 7,5 cm proporcionou maior acúmulo de forragem acima do resíduo para todos os genótipos, sendo que nesse regime de corte as plantas apresentaram as maiores taxas de crescimento em nível de perfilho, expressas pela maior taxa de alongamento e aparecimento de folhas. Além disso, houve maior renovação de perfilhos sob essas condições. Apesar dos capins terem produções diferentes, suas taxas de fotossíntese de dossel, foram semelhantes nas duas alturas de corte dentro de cada estação, sugerindo um mecanismo de compensação entre a área foliar e fotossíntese de folhas individuais. Os modelos de acúmulo de forragem baseados em graus dia (GD) e unidades fototérmicas (UF) se ajustaram bem à produção. O uso da UF mostrou-se efetivo na predição de características produtivas dos capins estudados. O resultado da adaptação do modelo CROPGRO-Forragem sugere que essa é uma ferramenta eficiente para integrar aspectos fisiológicos de B. brizantha e pode ser usado para simular o crescimento com boa exatidão. / In order to understand and describe forage growth knowledge is needed on their agronomical and physiological aspects as well as their responses to soil and climate. Developing tools that enable the rationalization of these relationships is important both under an academic (e.g., in studies of growth dynamics) and a practical (management and decision making in productions systems) standpoints. The objective of this study was to evaluate the agronomic, morphological and physiological responses of five genotypes of Brachiaria spp. and to develop growth models based on thermal sum (growing degree-days, GDD) and daylength (photothermal unit, PU) as well as to adapt the CROPGRO-Forage model, aiming at evaluating the potential of this resources in forage research and production. Four genotypes of Brachiaria brizantha (Hochst. ex A. Rich.) Stapf (Marandu, Xaraés, Arapoty, and Capiporã) and one of B. decumbens Stapf (Basilisk) were harvested at 15 and 7.5 cm over 11 cycles in one year. The experimental units (9 x 4 m plots) were irrigated and fertilized with the equivalent to 220 kg ha-1 yr-1 of N and K2O. The experimental design was a randomized complete block in split-plot with four replications. Total annual and seasonal forage yields were calculated. One mid-summer and one mid-winter regrowths were monitored weekly to describe stubble mass, tissue flow, forage accumulation rate and the rates of leaf photosynthesis, which were used to simulate canopy photosynthesis. Capiporã and Xaraés were more productive during the summer, but in winter there was no difference among genotypes in yield. Clipping at 7.5 cm yielded more forage for all genotypes and under this management, plants showed the highest growth rates at the tiller level, expressed as higher leaf appearance and elongation rates. There was also higher tiller turnover under these conditions. Despite the differences in forage yield among grasses rates of canopy photosynthesis were similar within the two clipping heights within each season, suggesting the operational of a compensatory mechanism between leaf area and photosynthesis per unit of leaf area. The accumulation models based on GDD and PU showed good fit to observed forage production. The PU model was effective in predicting the productivity of Brachiaria grasses. The adaptation of the CROPGRO-Forage model suggests it is an efficient tool to integrate physiological aspects of B. brizantha and can be used to simulate yield with good accuracy.

O aumento das concentrações dos gases-estufa, principalmente o dióxido de carbono, e as mudanças climáticas se tornaram assuntos científico, econômico e político importantes nos últimos anos. O Mecanismo de Desenvolvimento Limpo, do Protocolo de Kyoto concede créditos de carbono comercializáveis para projetos que promovam o seqüestro de carbono nos países em desenvolvimento. Portanto, avaliar a capacidade de absorção de CO2 pela vegetação terrestre é um aspecto importante, o que justifica o interesse em desenvolver modelos de fluxo e troca desse gás em diferentes escalas. O desenvolvimento desses modelos é dificultado pela não-linearidade dos processos ecofisiológicos. Este trabalho apresenta um método de modelagem de fotossíntese no nível da folha, como um primeiro passo para um método de quantificação do potencial de seqüestro de carbono. A técnica utilizada foi a de redes neurais artificiais, uma vez que ela permite ajustar relações não lineares entre as variáveis de entrada e de saída. O trabalho foi divido em duas partes: fitomonitoração e modelagem. A fitomonitoração foi realizada em jatobá (Hymenaea courbaril), durante um ano. Medindo-se variáveis fisiológicas: taxa de fotossíntese, taxa de transpiração, condutância estomática, temperatura da folha, e fluorescência, e variáveis ambientais: concentração de CO2, radiação fotossintética ativa, umidade relativa e temperatura do ar. Uma quantidade de dados inédita para esse tipo de experimento e para essa espécie vegetal foi obtida. A análise dos resultados da fitomonitoração mostra características importantes sobre o comportamento das variáveis fisiológicas em plântulas de jatobá e das variáveis ambientais de seu entorno, casa de vegetação, nas quatro estações do ano. Os dados coletados foram utilizados para a modelagem da rede neural. Os treinamentos foram realizados com diferentes combinações de variáveis de entrada para observar qual era o conjunto de variáveis às quais a rede respondia melhor. A análise dos resultados dos treinamentos mostrou que com a técnica de redes neurais é possível atingir uma aproximação da função fotossíntese com 92% de acertos para entradas com dados filtrados. / The increases in greenhouse gas concentrations, mainly carbon dioxide, and the climatic changes have become important scientific, economic, and political subjects in the past years. The Kyoto Protocol establishes the Clean Development Mechanism, which grants carbon credits for projects that promote the sequestration of carbon in developing countries. Therefore, it is important to evaluate the CO2 absorption capacity by terrestrial plants, and this requires the development of gas flow and gas exchange models in different scales. That development is usually complicated, because the ecophysiological processes are non-linear. This work presents a method to model photosynthesis at the leaf level, as a first step toward quantifying the potential of carbon sequestration. The technique used was artificial neural networks (ANNs), as it allows the adjustment of non-linear relationships between input and output variables. The work was divided in two parts: phytomonitoring and modeling. The phytomonitoring was accomplished in jatoba (Hymenaea courbaril) during one year. The following physiologic variables were measured: photosynthesis rate, transpiration rate, stomatal conductance, leaf temperature, and fluorescence; and environmental variables: CO2 concentration, photosynthetic activity radiation, relative humidity, and air temperature. An unprecedented amount of data for that type of experiment and for that plant species was obtained. The analysis of these data showed important characteristics about the relationship of the physiologic variables in Hymenaea courbaril and the environmental variables, in the four seasons. The data collected were used for the modeling and fine-tuning of the neural network. The network was trained with different combinations of input variables to observe to which group of variables the neural network responded better. The analysis of the training results showed that with the ANN technique it is possible to achieve a very good approximation of the photosynthesis function, with 92% success rate for entries consisting of filtered data.

Os sistemas de integração lavoura-pecuária-floresta têm se apresentado promissores, e são apontados como alternativas mais sustentáveis de uso da terra, assim como ferramentas para mitigar as emissões de gases de efeito estufa e diminuir os efeitos que as mudanças climáticas possam gerar na produção agropecuária. Contudo, devido à complexidade desses sistemas, existem ainda muitas limitações técnicas que dificultam a otimização da produção de forragem. O componente arbóreo reduz a quantidade e qualidade da luz, modificando o microclima, e interferindo em processos morfofisiológicos das plantas essenciais para produção de biomassa. Visando entender essas modificações e gerar informações sobre acumulo de biomassa de plantas forrageiras e produção animal em ambientes sombreados, o objetivo geral com este estudo foi avaliar as alterações no microclima do sub-bosque florestal e seus efeitos sobre a produção de forragem, o desempenho animal, e as características morfofisiológicas e estruturais de gramíneas tropicais em diferentes arranjos florestais de sistemas ILPF.. A Brachiaria brizantha cv. Piatã avaliada em dois sistemas de integração lavoura-pecuária-floresta, com espaçamento entre linhas simples de árvores de eucalipto de 14 m (ILPF14) e de 22 m (ILPF22), comparados a um sistema de integração lavoura-pecuária (ILP, a pleno sol), com estratégia de rotação de culturas de 4 anos, sendo 1 ano de lavoura e 3 de pasto. O delineamento experimental foi de blocos casualizados, em esquema de faixas subdivididas, com 4 repetições. Avaliou-se a produção de forragem e o desempenho novilhas nelore, durante 2 ciclo de rotação, no período de 2009 a 2016, comparando as estações de cada ano. No último ano do segundo ciclo, no período de julho de 2015 a junho de 2016, com as árvores adultas e sombreamento intenso, foram realizadas avaliações das respostas morfofisiológicas e estruturais do capim-piatã, no sub-bosque florestal, conforme a distancia das árvores, e estações do ano. / The crop-livestock-forest integrated systems have been pointed out as sustainable alternatives to land use, as well as a tool to mitigate greenhouse gases emissions and to reduce the effects that climate change can generate on agricultural production. However, due the complexity of these systems, there are still many technical limitations that hamper the optimization of forage production. The arboreal component reduces the quantity and quality of light, and modifies the microclimate, interfering in morphophysiological processes essential for biomass accumulation in forage species. The objective of this study was to evaluate the shading effect of different densities of trees on microclimate, and how their interactions influence physiological and structural characteristics of forage plants, and forage production, along the seasons andcrop rotation cycle. Brachiaria brizantha cv. Piatã was evaluated in two crop-livestock-forest integration systems, with single lines of eucalyptus trees spacing by 14 m (ILPF14) and 22 m (ILPF22) (ILPF22), compared to a crop-livestock integration system (ILP; sun), with a crop rotation strategy of 4 years, with 1 year of crop cultivation and 3 years of pasture. A randomized complete blocks design, arranged in a split strips scheme, with 4 replicates was adopted. The forage production and performance of nellore heifers were evaluated during 2 rotation cycles between 2009 and 2016, comparing the seasons of each year. In the last year of the second cycle, from July 2015 to June 2016, with adult trees and intense shading, evaluations of the morphophysiological and structural responses of the piatã palisadegrass were carried out in the sub-forest, according to the distance of the trees, and seasons of the year.

Soja [Glycine max (L.) Merrill] é a oleaginosa mais amplamente cultivada em todo o mundo. E para que seja possível que se obtenha uma produção economicamente viável, além da adoção de técnicas para um manejo que otimize a produtividade, é necessário um ambiente que ofereça características adequadas para o bom crescimento e desenvolvimento da planta. Dentre as condições adversas que podem alterar negativamente o desenvolvimento, a escassez de água é a restrição ambiental que induz maiores perdas e diminui a produção em nível global. Neste âmbito, diversos produtos vêm sendo desenvolvidos e utilizados com o objetivo de diminuir os efeitos negativos ocasionados por alta intensidade luminosa, altas temperaturas e déficit hídrico na produtividade das plantas. Dentre estes, destacam-se certos produtos químicos que podem ser usados para mitigar o estresse da planta, como o caulim e o carbonato de cálcio. Embora haja um volume considerável de estudos do uso destes antitranspirantes como protetor, principalmente da aplicação do caulim, a maioria destes são com hortifrutis e plantas ornamentais, sendo incipiente os estudos sobre sua utilização em soja. Além disto, há a necessidade da elucidação dos resultados do uso conjunto de caulim e carbonato de cálcio. O experimento foi realizado na casa de vegetação do Laboratório de Estudo de Plantas Sob Estresse (LEPSE) da Escola Superior de Agricultura \"Luiz de Queiroz\" - Universidade de São Paulo (ESALQ - USP). Os tratamentos consistiram na pulverização de caulim e carbonato de cálcio nas seguintes doses: 0 L ha-1 (controle), 10 L ha-1 e 20 L ha-1 e submetidas ao déficit hídrico pelo método gravimétrico mediante duas reposições hídricas no solo: com irrigação (100% da capacidade de campo, CC) e déficit hídrico (40% da capacidade de campo, CC). Neste experimento, os regimes hídricos não apresentaram diferenças estatísticas significantes nos primeiros dias, apesar disto, esta restrição na disponibilidade de água foi suficiente para alterar algumas variáveis analisadas, sugerindo um efeito no metabolismo das plantas. Foi avaliado que o déficit hídrico afetou a maquinaria fotossintética, afetando as características fisiológicas das plantas de soja, com diminuição da condutância estomática, assimilação de CO2, taxa transpiratória, temperatura foliar, eficiência quântica de assimilação de CO2, Coeficiente de extinção fotoquímica e Taxa aparente de transporte de elétrons, além de aumento do Coeficiente de extinção não fotoquímica. Estes resultados indicam que o agroquímico a base de caulim e carbonato de cálcio não altera o metabolismo em plantas de soja nas condições utilizadas neste experimento, sendo evidente apenas os resultados decorrentes da restrição hídrica. / Soybean [Glycine max (L.) Merrill] is the most widely grown oilseed in the world. And to be possible to obtain an economically viable production, besides the adoption of techniques for a management that optimizes productivity, an environment is needed that offers adequate characteristics for the good growth and development of the plant. Among adverse conditions that can negatively alter development, water deficit is the environmental constraint that induces greater losses and decreases production at the global level. In this context, several products have been developed and used with the objective of reducing the negative effects caused by high light intensity, high temperatures and water deficit in plant productivity. These include certain chemicals that can be used to mitigate plant stress, such as kaolin and calcium carbonate. Although there is a considerable amount of studies on the use of these antiperspirants as a protector, mainly of the application of kaolin, the majority of these are with vegetables and ornamental plants, being incipient the studies on their use in soy. In addition, there is a need to elucidate the results of the use a product consisting of kaolin and calcium carbonate. The experiment was conducted in the greenhouse of the Laboratory of Study of Under Stress Plants (LEPSE) of the \"Luiz de Queiroz\" School of Agriculture - University of São Paulo (ESALQ - USP). The treatments consisted of spraying kaolin and calcium carbonate in the following doses: 0 L ha-1 (control), 10 L ha-1 and 20 L ha-1 and submitted to water deficit by gravimetric method (100% of the field capacity, CC) and water deficit (40% of the field capacity, CC). In this study, a water deficit that caused damage to the photosynthetic machinery of soybean plants was evaluated. The results presented allow us to propose that kaolin induces an improvement in the photosynthetic performance of the hydrated plants, whose responses may possibly increase the final yield of the plants. Under water deficit, high temperature and irradiance the product is not able to maintain the photosynthetic parameters, as observed in other studies. In this experiment, water deficit didn\'t present significant statistical differences in the first days, although, this restriction in water availability was enough to alter some variables analyzed, suggesting an effect on plant metabolism. It was evaluated that the water deficit affected the photosynthetic machinery, affecting the physiological characteristics of the soybean plants, with a decrease in stomatal conductance, CO2 assimilation, transpiration rate, leaf temperature, quantum efficiency of CO2 assimilation, photochemical extinction coefficient and apparent rate of electron transport, in addition to increasing the non-photochemical extinction coefficient. These results indicate that the agrochemical based on kaolin and calcium carbonate don\'t alter the metabolism in soybean plants under the conditions used in this experiment, being evident only the results of the water restriction.

A viticultura no Brasil e no Estado de São Paulo encontra-se em expansão nos últimos 10 anos e a cv. Niagara Rosada (Vitis labrusca) se destaca como principal cultivar para produção de uvas para mesa. Essa cultivar é suscetível à várias doenças foliares, como a ferrugem (Phakopsora euvitis) e o míldio (Plasmopara viticola). Não existem estimativas quantitativas dos danos causados por essas doenças na cv. Niagara Rosada. Diante do exposto os objetivos desse trabalho foram quantificar os efeitos da ferrugem e do míldio nas trocas gasosas, nas limitações da fotossíntese, no acúmulo de biomassa, no acúmulo de carboidratos, e na produção da cv. Niagara Rosada e desenvolver um modelo de simulação para V. labrusca acoplado com os mecanismos de danos da ferrugem e míldio. Experimentos foram conduzidos, separadamente para cada doença, em condições controladas, em mudas inoculadas com diferentes concentrações de P. euvitis e P. viticola e em campo experimental. Medidas de trocas gasosas e curvas de resposta da taxa líquida de assimilação de CO2 ao aumento da concentração intercelular de CO2 (Ci) foram realizadas em mudas sadias e infectadas com P. euvitis e P. viticola. Teores de açúcares solúveis totais, sacarose e amido foram determinados em plantas sadias e inoculadas com os patógenos. P. euvitis e P. viticola reduziram a taxa fotossintética em plantas infectadas tanto na área da lesão como no tecido verde adjacente a lesão (lesão virtual). Valores do parâmetro β, indicativo da lesão virtual, foram de 5,7 e 2,9, respectivamente para P. euvitis e P. viticola. P. euvitis reduziu em 48%, 36% e 67% a atividade da Rubisco (Vcmax), a taxa máxima de transporte de elétrons usados para a regeneraração da RuBP (Jmax) e a condutância do mesofilo (gm), respectivamente, em folhas infectadas. A área foliar e biomassa de raízes em mudas inoculadas com P. euvitis foram reduzidas. Através de análises histopatológicas e da quantificação de amido nas folhas sadias e doentes foi possível observar o acúmulo de amido em regiões adjacentes às pústulas de P. euvitis. Mesmo em baixas severidades da ferrugem já se observam reduções no acúmulo de carboidratos em raízes. P. viticola reduziu Vcmax em 23,5 % em folhas infectadas comparadas às folhas sadias. P. viticola reduziu a biomassa de raízes e quantidade de carboidratos nas raízes de mudas doentes e de plantas no campo em ano de alta severidade da doença. Plantas no campo com sintomas míldio produziram em média 0,5 kg a menos do que plantas sadias e a principal causa da redução na produção foi a queda de bagas causada pela infecção de P. viticola nos cachos. Um modelo de simulação para Vitis labrusca foi desenvolvido, utilizando o software Stella®. A produção, partição e dinâmica da biomassa da videira foi simulada ao longo de 20 anos e os efeitos de P. euvitis e P. viticola na redução do tecido verde sadio da planta, na redução da eficiência fotossintética, no desvio de assimilados, na aceleração da senescência foliar e na queda de frutos foram inseridos no modelo. / Viticulture in Brazil and in the state of São Paulo has increased in the last 10 years and cv. Niagara Rosada (Vitis labrusca) is the main cultivar for the production of table grapes. This cultivar is susceptible to several foliar diseases, such as rust (Phakopsora euvitis) and downy mildew (Plasmopara viticola). There are no quantitative estimates of the damage caused by these pathogens in cv. Niagara Rosada. The objectives of this work were to quantify the effects of rust and downy mildew on gas exchange, photosynthesis limitations, biomass accumulation, carbohydrate accumulation and production of cv. Niagara Rosada and to develop a simulation model for V. labrusca coupled with damage mechanisms caused by rust and mildew. Experiments were conducted, independently for each disease, under controlled conditions in potted plants inoculated with different concentrations of P. euvitis and P. viticola and in experimental field, with natural occurrence of diseases. Measurements of gas exchange and response curves of photosynthetic rate to the increase of the intercellular CO2 concentration (Ci) were carried out in healthy plants and infected plants with P. euvitis and P. viticola. Total soluble sugars, sucrose and starch contents were determined in healthy plants and inoculated plants with the pathogens and kept under controlled conditions. P. euvitis and P. viticola reduced the photosynthetic rate in infected plants both in the area of the lesion and in the green tissue adjacent to the lesion (virtual lesion). Values of parameter β, indicative of the virtual lesion, were 5.8 and 2.9, respectively for P. euvitis and P. viticola. P. euvitis reduced the activity of Rubisco (Vcmax), rate of electrons transport contributing for the RuBP-regeneration (Jmax) and the conductance of mesophyll (gm), respectively, on infected leaves by 48%, 36% and 67%. The severity of P. euvitis reduced leaf area and biomass of plant roots. The histopathological analysis and starch quantification in the leaves allowed to observe starch accumulation in regions adjacent to the pustules of P. euvitis. Even in low disease severities, reductions in carbohydrates accumulation of in roots are already observed. P. viticola reduced Vcmax by 23.5% in infected leaves compared to healthy leaves. P. viticola reduced the root biomass and carbohydrate amounts in the roots of potted plants and plants in the field in the year of high disease severity. Field plants with mildew symptoms produced on average 0.5 kg less than healthy plantsand the main cause of reduction in production was the drop of berries caused by infection of P. viticola in the clusters. A simulation model for Vitis labrusca was developed using Stella ® software. The production, partitioning and dynamics of grapevine biomass was simulated over 20 years and the effects of P. euvitis and P. viticola on the reduction of healthy green plant tissue and photosynthetic efficiency, the assimilative sapper, leaf senescence acceleration and fruit drop were coupled in the model.

A produção de forragem em pastagens é resultado de um processo complexo e dinâmico onde características estruturais como o arranjo e a distribuição de partes da planta e o padrão de distribuição de luz condicionam respostas fisiológicas e produtivas. A altura de dossel mantida constante pode ser relacionada com respostas produtivas, estruturais e fisiológicas do dossel, possibilitando recomendações de manejo do pastejo. O objetivo do trabalho foi quantificar o efeito da altura de dossel mantida constante em 15, 30 e 45 cm sobre características produtivas e morfo-fisiológicas do capim Xaraés [Brachiaria brizantha (A. Rich) Stapf. cv. Xaraés] submetido à lotação contínua. O estudo foi realizado na Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, campus da USP, localizado em Piracicaba SP. Foram avaliados a produção e taxas de acúmulo de forragem, proporção de folhas, colmos e material morto, índice de área foliar (IAF), interceptação luminosa (IL), ângulo foliar e taxas de fotossíntese foliar e de dossel. O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado com três tratamentos e três repetições. As unidades experimentais (piquetes) tiveram 120 m2 cada e as alturas de dossel foram mantidas constante utilizando a técnica de mob grazing. O total de forragem produzida e a taxa de acúmulo não variaram com as alturas de dossel estudadas. A massa de forragem total mantida nos pastos esteve diretamente relacionada com a altura de dossel. A maior proporção de folhas nos dosséis mantidos a 15 cm foi acompanhada de menor proporção de colmos, com exceção do final da primavera, em relação àqueles mantidos a 45 cm. No final da primavera maiores proporções de material morto foram encontradas nos dosséis mantidos a 45 cm, não variando com as alturas de dossel do verão ao início do outono. O IAF esteve diretamente relacionado com a altura de dossel apresentando valores médios variando de 1,6 a 3,4 para os dosséis mantidos a 15 e 45 cm, respectivamente. O IAF dos dosséis com valores de 2,5 já apresentavam máximos valores de IL (99%), condição encontrada nos pastos mantidos a 30 cm. O ângulo foliar não sofreu efeito de altura de dossel, com média de 39º em relação à horizontal. A taxa fotossintética média da folha mais jovem completamente expandida foi diminuída 17% quando a altura média de dossel foi aumentada de 15 para 45 cm. As taxas de fotossíntese de dossel simuladas pelo modelo foram aumentadas com incrementos na altura de dossel, alcançando valores máximos nos dosséis mantidos a 30 e 45 cm. O aumento nas taxas fotossintéticas de dossel seguiu o mesmo padrão de resposta do IAF e da IL. A altura de dossel em pastos de capim Xaraés pode ser mantida entre 15 e 45 cm, porém perdas significativas podem ocorrer na assimilação de carbono quando os dosséis são mantidos a 15 cm. / Forage production from pastures is the result of a complex and dynamic process where structural features such as the arrangement and distribution of plant parts and patterns of light distribution condition physiological and productive responses. Canopy height, when kept constant can be related to the productive, physiological and structural responses by the canopy, allowing for the development of grazing management recommendations. The objective of this study was to quantify the effect of canopy height, maintained at 15, 30 and 45 cm on productive, morphological and physiological responses of Xaraes palisadegrass [Brachiaria brizantha (A. Rich) Stapf. cv. Xaraés] under continuous stocking. The study was carried out at Escola Superior de Agricultura \"Luiz de Queiroz\", USP campus, located in Piracicaba - SP. Responses measured included forage production and accumulation rates, the proportion of leaves, stems and dead material, leaf area index (LAI), light interception (LI), leaf angle, and photosynthetic rates of leaf and canopy. The experimental design was completely randomized with three treatments and three replications. Experimental units (paddocks) had 120 m2 each and canopy heights were kept constant using the mob grazing technique. The total herbage yield and accumulation rate did not vary among canopy heights. Forage mass was directly related to the height of the canopy and the largest proportion of leaves in the canopy kept at 15 cm was accompanied by a lower proportion of stems, except in late spring, compared to those kept at 45 cm. In late spring higher proportions of dead material were found in swards kept at 45 cm, but this response did not vary with canopy height from summer to early autumn. Leaf area index was directly related to canopy height, averaging 1.6 to 3.4 for the canopies kept at 15 and 45 cm, respectively. Canopy LAI of 2.5 already showed maximum LI (99%), a condition found in pastures maintained at 30 cm. Leaf angle was not affected by canopy height, with an average of 39 degrees from the horizontal reference. The average photosynthetic rate of the youngest fully expanded leaf decreased by 17% when the average canopy height was increased from 15 to 45 cm. Simulated rates of canopy photosynthesis were increased with increasing canopy height, reaching maximum values in swards kept at 30 cm. The increase in canopy photosynthetic rates followed the same pattern of response of LAI and LI. Canopy height in grazed grass Xaraes palisadegrass can be maintained between 15 and 45 cm, but significant losses can occur in carbon assimilation when the canopies are kept at 15 cm.

A cana-de-açúcar do ponto de vista socioeconômico e do agronegócio é atualmente uma das culturas mais importantes e em ascensão em regiões dos trópicos e subtrópicos do mundo pela sua produção de biomassa e seu potencial como biocombustível. Para expandir o seu cultivo é necessário uma série de estudos, sobretudo no que se refere ao levantamento de características ecofisiológicas e agroclimáticas envolvidas na produção. A carência de estudos, juntamente com a baixa diversidade genética dos genótipos utilizados nos programas de melhoramento, limita a oferta de variedades adaptadas com alto potencial de rendimento. Desde a revolução verde, é reconhecido o papel da nutrição mineral no aumento da produtividade das culturas. Notadamente, a carência de nitrogênio é um dos principais fatores limitantes da produtividade canavieira. Assim, os objetivos gerais desta tese visam contribuir para a compreensão dos mecanismos de regulação da nutrição nitrogenada (eficiência no uso do nitrogênio), a partir dos processos envolvidos no transporte e redução do nitrato e seus efeitos no balanço carbono - nitrogênio, nas fases iniciais de desenvolvimento da cana-deaçúcar. Para isto foi feito um estudo nutricional nas variedades RB83-5089 e SP80- 3280 por até 60 dias, num sistema hidropônico. Foi utilizada a solução de Hoagland e Arnon (1950) modificada como base nutricional na qual foram adicionadas doses baixas (0.05; 0.1; 0.25; 0.5 mM) e altas (1.0; 2.5; 5.0; 10.0; 15.0 e 25.0 mM) de nitrato para medir os efeitos bioquímicos e fisiológicos na atividade da nitrato redutase em folhas e raízes. Foram utilizados como parâmetros o índice de massa e massa seca da parte aérea e raízes, o conteúdo e a razão clorofila \"a\" e \"b\", a taxa de assimilação fotossintética, a condutância estomática e a transpiração. Os resultados mostraram que a variedade SP80-3280 foi mais responsiva às aplicações de baixas e altas doses de nitrato e, de forma geral, a atividade da nitrato redutase não apresentou limitação na mobilização de nitrato via xilema e se confirmou que a cinética do processo foi dependente da dose fornecida para as duas variedades. Nas análises dos teores de clorofila \"a\", as duas variedades foram responsivas ao aumento das doses de N, entretanto, os teores de clorofila \"b\" foram direta e inversamente proporcionais às doses de N nas variedades SP80-3280 e RB83-5089, respectivamente. A análise de índice de massa junto com a massa seca permitiu estabelecer que não houveram diferenças significativas entre estas variedades no acúmulo de matéria seca. / The sugarcane from the standpoint of socioeconomic and agribusiness is currently one of the most important crops in the tropics and subtropics areas of the world and it is in rising growth for its production of biomass and potential as biofuel. In order to expand the cultivation it is necessary a series of studies, especially with regard to agroclimatical ecophysiological characteristics involved in the production. The lack of studies, along with low genetic diversity of the genotypes used in breeding programs, limits the supply of adapted varieties with high yield potential. Since the green revolution, it is recognized the importance of nutrition to increase crop productivity. Notably, the deficiency of nitrogen is one of the main limiting factors affecting sugarcane yield. Thus, the overall objectives of this thesis aim to contribute to understand the regulatory mechanisms of nitrogen nutrition (nitrogen use efficiency), by the processes involved in the transport, nitrate reduction and its effects on the carbon - nitrogen balance, in early stages of development of sugarcane. To this, a nutritional study was prepared using sugarcane varieties RB83-5089 and SP80-3280 for 60 days in a hydroponic system. It was used Hoagland and Arnon (1950) modified solution as the nutritional basis on which was added low (0.05, 0.1, 0.25; 0.5 mM) and high (1.0, 2.5, 5.0, 10.0, 15.0 and 25.0 mM) doses of nitrate to measure the biochemical and physiological effects on the activity of nitrate reductase in leaves and roots. The parameters analysed were, the index of mass and dry weight of shoots and roots, chlorophyll \"a\" and \"b\" content and its ratio, photosynthetic assimilation rate, stomatal conductance and transpiration. The results showed that the variety SP80-3280 was more responsive to low and high levels of nitrate and, in general, the activity of nitrate reductase showed no limitation in the mobility of nitrate via xylem and it confirmed that the kinetics of the process was dependent on the doses provided to the two varieties. In the analysis of chlorophyll \"a\" content, the two varieties were responsive to the increase of N doses. However, the level of chlorophyll \"b\" was directly and inversely proportional to N rates in SP80- 3280 and RB83-5089, respectively. The analysis of mass index with dry weight allowed establishing that there were no significant differences between these varieties regarding to dry tissue accumulation.

Para poder compreender e descrever o crescimento das plantas forrageiras é necessário ter conhecimento acerca de seus aspectos agronômicos e morfofisiológicos e suas respostas aos fatores edafoclimáticos. O desenvolvimento de ferramentas que viabilizem a racionalização dessas inter-relações é de grande importância para a comunidade científica, ao facilitar a explicação da dinâmica do crescimento, e para o pecuarista dando opções de planejamento e auxílio à tomada de decisão na propriedade pecuária. O objetivo deste trabalho foi avaliar as respostas agronômicas e morfofisiológicas de cinco genótipos de Brachiaria spp. e gerar modelos de crescimento baseados em soma térmica e fotoperíodo além de adaptar o modelo CROPGROForragem, visando explorar esses recursos computacionais para estabelecer uma base racional de manejo desses capins. Foram estudados quatro genótipos de Brachiaria brizantha (Hochst. ex A. Rich.) Stapf (Marandu, Xaraés, Arapoty e Capiporã) e uma de B. decumbens Stapf (cv. Basilisk) colhidos a 15 e 7,5 cm durante onze ciclos distribuídos em um ano. As unidades experimentais (parcelas de 9 x 4 m) foram irrigadas e adubadas com o equivalente a 220 kg ha-1 ano-1 de N e K2O. O delineamento experimental foi de blocos completos casualizados em parcelas subdivididas com quatro repetições. Foi calculada a produção total e estacional de forragem. Foram monitoradas uma rebrotação de verão e de inverno, descrevendo-se a massa do resíduo, o fluxo de tecidos, padrão de acúmulo de forragem e as taxas de fotossíntese foliar dos capins, que foram utilizadas para a simulação da taxa de fotossíntese do dossel. Os capins Capiporã e Xaraés foram mais produtivos durante o verão. No inverno não houve diferença na produção dos genótipos. A altura de corte de 7,5 cm proporcionou maior acúmulo de forragem acima do resíduo para todos os genótipos, sendo que nesse regime de corte as plantas apresentaram as maiores taxas de crescimento em nível de perfilho, expressas pela maior taxa de alongamento e aparecimento de folhas. Além disso, houve maior renovação de perfilhos sob essas condições. Apesar dos capins terem produções diferentes, suas taxas de fotossíntese de dossel, foram semelhantes nas duas alturas de corte dentro de cada estação, sugerindo um mecanismo de compensação entre a área foliar e fotossíntese de folhas individuais. Os modelos de acúmulo de forragem baseados em graus dia (GD) e unidades fototérmicas (UF) se ajustaram bem à produção. O uso da UF mostrou-se efetivo na predição de características produtivas dos capins estudados. O resultado da adaptação do modelo CROPGRO-Forragem sugere que essa é uma ferramenta eficiente para integrar aspectos fisiológicos de B. brizantha e pode ser usado para simular o crescimento com boa exatidão. / In order to understand and describe forage growth knowledge is needed on their agronomical and physiological aspects as well as their responses to soil and climate. Developing tools that enable the rationalization of these relationships is important both under an academic (e.g., in studies of growth dynamics) and a practical (management and decision making in productions systems) standpoints. The objective of this study was to evaluate the agronomic, morphological and physiological responses of five genotypes of Brachiaria spp. and to develop growth models based on thermal sum (growing degree-days, GDD) and daylength (photothermal unit, PU) as well as to adapt the CROPGRO-Forage model, aiming at evaluating the potential of this resources in forage research and production. Four genotypes of Brachiaria brizantha (Hochst. ex A. Rich.) Stapf (Marandu, Xaraés, Arapoty, and Capiporã) and one of B. decumbens Stapf (Basilisk) were harvested at 15 and 7.5 cm over 11 cycles in one year. The experimental units (9 x 4 m plots) were irrigated and fertilized with the equivalent to 220 kg ha-1 yr-1 of N and K2O. The experimental design was a randomized complete block in split-plot with four replications. Total annual and seasonal forage yields were calculated. One mid-summer and one mid-winter regrowths were monitored weekly to describe stubble mass, tissue flow, forage accumulation rate and the rates of leaf photosynthesis, which were used to simulate canopy photosynthesis. Capiporã and Xaraés were more productive during the summer, but in winter there was no difference among genotypes in yield. Clipping at 7.5 cm yielded more forage for all genotypes and under this management, plants showed the highest growth rates at the tiller level, expressed as higher leaf appearance and elongation rates. There was also higher tiller turnover under these conditions. Despite the differences in forage yield among grasses rates of canopy photosynthesis were similar within the two clipping heights within each season, suggesting the operational of a compensatory mechanism between leaf area and photosynthesis per unit of leaf area. The accumulation models based on GDD and PU showed good fit to observed forage production. The PU model was effective in predicting the productivity of Brachiaria grasses. The adaptation of the CROPGRO-Forage model suggests it is an efficient tool to integrate physiological aspects of B. brizantha and can be used to simulate yield with good accuracy.

Orientador: Mário Massayuki Inomoto / Resumo: Amostras de solo e raízes foram coletadas em plantações de café no estado de São Paulo, com o objetivo de determinar a importância e a ocorrência dos nematóides das lesões na cultura do café. A espécie de Pratylenchus mais freqüente foi P. brachyurus (solo: 13,2 %; raízes: 18,3 %), mas geralmente em baixas densidades. O nematóide das lesões do café, P. coffeae, ocorreu em 5,1 % das amostras de raízes, mas em altas densidades e causando mais danos do que a primeira espécie. Outra espécie, P. vulnus, foi encontrada somente em uma localidade. Este é o primeiro relato de P. vulnus em café. Outros fitonematóides identificados nas amostras foram: Xiphinema brevicolle, Xiphinema sp., Paratrichodorus minor, Paratrichodorus sp., ...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Soil and root samples were collected from coffee plantations in the state of São Paulo, in order to determine the occurrence and importance of lesion nematodes in coffee culture. The most frequent species of Pratylenchus was P. brachyurus (soil: 13,2 %; roots: 18,3 %), but generally in low densities. The coffee lesion nematode, P. coffeae, occurred in 5,1 % of root samples, but in higher densities and causing more damage than the former species. Other species, P. vulnus, was found in one single locality. This is the first report of P. vulnus on coffee. Other phytonematodes identified in the survey were: Xiphinema brevicolle, Xiphinema sp., Paratrichodorus minor, Paratrichodorus sp., Tylenchorhynchus sp., Helicotylenchus dihystera, H. californicus, H. erythrinae, Helicotylenchus sp., Scutellonema sp., Rotylenchulus reniformis, Meloidogyne exigua, M. incognita, M. coffeicola, Meloidogyne sp, Criconemella onoensis, C. ornata, C. sphaerocephala, Criconemella sp., Hemicriconemoides strictathecatus, and Paratylenchus sp. ...(Complete abstract, click electronic access below) / Doutor