A cultura do milho é uma das atividades agrícolas de maior importância no Brasil. O país é o terceiro maior produtor mundial e a produtividade média passou de 1800 kg ha-1 para 3000 kg ha-1 nos últimos 15 anos. A produção de grãos e a tolerância à seca são caracteres complexos e de difícil seleção e uma possibilidade para se aumentar a eficiência dos programas de melhoramento que visam o incremento da produção de grãos e a tolerância à seca seria através da seleção indireta para caracteres relacionados a elas como o stay-green e os componentes da produção. O presente trabalho teve por objetivo estudar os caracteres stay-green, produção de grãos e seus componentes em milho com a finalidade de reunir informações sobre a herança desses caracteres. Para tanto foi utilizada uma população obtida pelo cruzamento das linhagens L-14-04 B e L-08- 05 F, contrastantes para diversos caracteres. Progênies F2:3 derivadas desses cruzamento foram retrocruzadas com as linhagens parentais formando dois conjuntos com 250 progênies de retrocruzamento cada. Essas progênies foram avaliadas em até seis ambientes segundo o delineamento de látice simples 10x10 para os caracteres produção de grãos (PG), e seus componentes: comprimento de espiga (CE), diâmetro de espiga (DE), número de fileiras por espiga (NFi), número de grãos por fileira (NGF) e peso de 500 grãos (P500) e para o caráter relacionado a tolerância à seca stay-green (SG). Um mapa de ligação obtido com 177 marcadores SSR foi utilizado para mapear QTL para esses caracteres em cada uma das populações de retrocruzamento através da metodologia de mapeamento por intervalo composto expandido para múltiplos ambientes (mCIM). Os efeitos genéticos aditivos e de dominância para cada QTL mapeado foram obtidos por meio de contrastes entre os efeitos dos QTL mapeados nas duas populações de retrocruzamento. Foram mapeados 217 QTL para os sete caracteres avaliados sendo alguns desses de maior efeito, estáveis através dos diversos ambientes e co-localizados com QTL para outras características, o que os tornam bons candidatos para seleção assistida por marcadores moleculares. O grande número de QTL mapeados nesse estudo confirma não só a complexidade desses caracteres como também o poder de detecção do método de mapeamento (mCIM) e do delineamento utilizado nesse estudo (delinemento III). / Maize is one of the most important agricultural activities in Brazil. The country is the third largest world producer and the yield rose from 1800 kg ha-1 to 3000 kg ha-1 in the last 15 years. The grain yield and drought tolerance are complex traits, difficult to select. A possibility to increase the efficiency of breeding programs that aims to improve the grain yield and drought tolerance would be through indirect selection for traits related to them as the stay-green and yield components. The aim of this work was to study the characters stay-green, yield and its components in maize in order to gather information on the inheritance of these characters. For this purpose it was used a population obtained by crossing the lines L-14-04 B and L-08-05 F, contrasting to several traits. Progenies F2:3 from this cross were derived from backcrosses to the parental lines forming two sets of backcross progeny with 250 each. These progenies were evaluated in up to six environments according to the simple lattice design 10x10 for grain yield (PG), and their components: ear length (CE), ear diameter (DE), number of rows per ear (NFI), number of grains per row (NGF), weight of 500 grains (P500) and the drought tolerance related trait stay-green (SG). A linkage map obtained with 177 SSR markers were used to map QTL for these traits in each backcross population through the methodology of composite interval mapping expanded to multiple environments (mCIM). The additive and dominance genetic effects for each mapped QTL were obtained by means of contrasts between effects of QTL mapped in the two backcross populations. Two hundred seventeen QTL were mapped for seven traits evaluated, some of these are of mayor effect, stable through the various environments and co-located with QTL for other characteristics, what make them good candidates for molecular marker assisted selection. The large number of QTL mapped in this study confirms not only the complexity of these characters but also the detection power of the mapping method (mCIM) and of the design used in this study (design III).

Orientador: Marcelo Carvalho Minhoto Teixeira Filho / Resumo: Devido ao alto custo dos fertilizantes nitrogenados e a conscientização em prol de uma agricultura sustentável e menos poluente, tem-se aumentado a utilização de inoculantes contendo bactérias diazotróficas, que além de propiciar a fixação biológica de nitrogênio (N) também possui ação fitohormonal, promovendo assim, maior desenvolvimento do sistema radicular, absorção de água e nutrientes, com reflexos positivos no crescimento e produtividade de grãos de milho. Objetivou-se avaliar o efeito da inoculação do milho cultivado na safra e safrinha, com seis espécies de bactérias promotoras de crescimento de plantas, aplicadas via sementes ou em jato dirigido na base da planta, sempre com redução de 25% na dose de N, sobre a absorção e exportação de nutrientes (N, P, K, Ca, Mg, S, B, Cu, Fe, Mn e Zn), componentes de produção e produtividade de grãos em região de Cerrado, além das alterações nos atributos químicos do solo na camada de 0-0,20 m. Os experimentos foram desenvolvidos em Selvíria - MS, em um LATOSSOLO VERMELHO Distrófico em sistema plantio direto e com espaçamento de 0,45 m entrelinhas. O delineamento experimental nos dois cultivos de milho foi em blocos ao acaso com quatro repetições, dispostos em um esquema fatorial 6 x 2 +3, sendo seis inoculações com A. brasilense, B. amyloliquefaciens, B. licheniformis, B. pumilus, B. subtilis e P. fluorescens, aplicadas via sementes ou em jato dirigido na base da planta no estádio V3 do milho, sendo todos estes tratamentos com red... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Due to the high cost of nitrogen fertilizers and the awareness of a sustainable and less polluting agriculture, the use of inoculants containing diazotrophic bacteria has been increased, which besides propitiating the biological fixation of nitrogen (N) also has phytohormonal action, promoting thus, greater root system development, water and nutrient absorption, with positive effects on maize grain growth and yield. The objective was to evaluate the effect of the inoculation of maize grown in the crop and in the second crop, with six species of plant growth promoting bacteria, applied via seeds or in a directed jet at the base of the plant, always with 25% reduction in dose (N, P, K, Ca, Mg, S, B, Cu, Fe, Mn and Zn), grain production and productivity components in the Cerrado region, as well as changes in nutrient uptake and soil chemical attributes in the 0-20 cm layer. The experiments were carried out in Selvíria - MS, in an RED OXISOL Dystrophic in no-tillage system with spacing of 0.45 m between rows. The experimental design in the two crops was in randomized blocks with four replicates, arranged in a factorial scheme 6 x 2 +3, being six inoculations with A. brasilense, B. amyloliquefaciens, B. licheniformis, B. pumilus, B. subtilis and P. fluorescens, applied by seed or in a directed spray at the base of the plant in the V3 stage of the corn, all of these treatments being 25% reduction in the N dose recommended in coverage; besides the control without inoculation and nit... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Caracteres relacionados à tolerância ao estresse hídrico e correlacionados à produção de grãos têm sido considerados em programas de melhoramento de milho em função dos insucessos obtidos na seleção direta para produção de grãos sob estresse hídrico. O objetivo deste trabalho foi mapear QTLs de caracteres relacionados à tolerância ao estresse hídrico, estimar seus efeitos genéticos, e estudar a interação QTL por ambientes em duas populações de milho tropical. Duzentas e cinqüenta e seis progênies F2:3 de cada uma das duas populações, denominadas posteriormente U e D, foram avaliadas no delineamento em látice simples 16 x 16 em nove ou sete ambientes. As parcelas foram uma fileira de 4,0 m de comprimento, espaçadas entre si por 0,8 m, e 0,2 m entre plantas (62.500 plantas ha-1). Os caracteres avaliados foram produção de grãos com 15% de umidade dos grãos (PG), prolificidade (PROL), florescimento feminino (FF), florescimento masculino (FM), intervalo entre florescimentos (IF), número de ramificações do pendão (NRP) e stay-green (SG). Para o mapeamento de QTLs foi utilizado o mapeamento por intervalo composto expandido para múltiplos ambientes. Em ambas populações foi detectada variância genética para todos os caracteres. Produção de grãos apresentou correlação genética significativa nas populações D e U com PROL (0,88 e 0,79), e FF (-0,44 e -0,76); PG também foi geneticamente correlacionado com FM (-0,74) na população U, e com SG (-0,50) na população D. Vinte e quatro, 19, 16, 14, 15, 12 e 20 QTLs foram mapeados na população D, e 17, 22, 34, 28, 17, 26 e 33 QTLs foram mapeados na população U para PG, PROL, IF, FF, FM, NRP e SG, respectivamente. Os QTLs foram distribuídos por todos os 10 cromossomos, mas um menor número de QTLs foi mapeado nos cromossomos 6, 7, 9 e 10 em ambas populações. QTLs para diferentes caracteres foram mapeados em posições coincidentes para várias regiões genômicas em ambas populações. Cerca de 90% dos QTLs mapeados apresentaram pequenos efeitos genéticos, cada um explicando menos de 5% da variância fenotípica dos caracteres. A variância fenotípica total explicada pelos QTLs variou de 32,17% (FF) a 64,55% (FM) na população D, e de 41,70% (PG) a 69,30% (IF) na população U. O grau médio de dominância variou de dominância parcial a sobredominância na população D, enquanto na população U a sobredominância foi o grau médio de dominância para a maioria dos caracteres. Para todos os caracteres a maioria dos QTLs interagiu significativamente com os ambientes em ambas populações. Os QTLs com efeitos mais pronunciados foram, em geral, mais estáveis entre ambientes. Esses QTLs estáveis foram previamente relatados em outras populações sugerindo que eles também poderiam ser mais estáveis entre germoplasmas. QTLs estáveis poderiam ser úteis em estratégias de seleção assistida por marcadores para desenvolver híbridos de milho com alta produtividade e com baixa redução na produção de grãos sob estresse hídrico. / Traits related to moisture stress tolerance and correlated to grain yield have been considered in maize breeding programs because direct selection for grain yield under moisture stress has been unsuccessful. The objectives of this paper were to map QTLs of traits related to moisture stress tolerance, to estimate their genetic effects, and to study the QTL by environment interaction in two tropical maize populations. Two hundred and fifty-six F2:3 progenies from each of the two populations, thereafter named U and D, were evaluated in 16 x 16 simple lattice designs at nine or seven environments. Plots were one row 4.0 m long, 0.8 m spaced apart, and 0.20 m between plants (62,500 plants ha-1). The traits were recorded on grain yield at 15% grain moisture (GY), prolificacy (PRO), days to silk extrusion (SD), days to anthesis (AD), anthesis-silking interval (ASI), number of tassel branches (TB), and stay-green (SG). The composite interval mapping extended to multiple environments was used to map QTLs. Significant genetic variances were detected for all traits in both populations. Grain yield showed significant genetic correlations in populations D and U with PRO (0.88 and 0.79), and SD (-0.44 and -0.76); GY was also genetically correlated with SD (-0.74) in population U, and with SG (-0.50) in population D. Twenty-four, 19, 16, 14, 15, 12, and 20 QTLs were mapped in population D, and 17, 22, 34, 28, 17, 26, and 33 QTLs were mapped in population U for GY, PRO, ASI, SD, AD, TB, and SG, respectively. The QTLs were distributed along the 10 chromosomes, but a lower number of QTLs was mapped in both populations in chromosomes 6, 7, 9, and 10. QTLs for different traits were mapped in the same positions for several genomic regions in both populations. About 90% of the QTLs mapped presented lower genetic effects, each explaining less than 5% of the phenotypic variance of the traits. The total phenotypic variance explained by the QTLs ranged from 32.17% (SD) to 64.55% (AD) in population D, and from 41.70% (GY) to 69.30% (ASI) in population U. The average level of dominance ranged from partial dominance to overdominance in population D, but in population U overdominance was the average level of dominance for most of the traits. For all traits most of the QTLs interacted significantly with environments in both populations. The QTLs with larger effects were, in general, more stable across environments. These stable QTLs were previously reported in other populations suggesting that they could also be more stable across germplasms. Stable QTLs could be useful in marker-assisted selection strategies to develop high yielding maize hybrids with low grain yield decrease under moisture stress.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:14Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-06-23Bitstream added on 2014-06-13T19:27:15Z : No. of bitstreams: 1 souza_efc_me_botfca.pdf: 862991 bytes, checksum: 2b373507553d8d6c5feda8759a8f6b75 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / O feijão comum (Phaseolus vulgaris L.) é uma cultura bastante exigente em nitrogênio (N), podendo suprir parte das suas necessidades mediante associação com bactérias do gênero Rhizobium, capazes de fixar simbioticamente o N2 atmosférico. Contudo, vários fatores, especialmente os relacionados à condições do solo, podem limitar o processo de formação de nódulos e fixação biológica. Neste sentido, o cultivo anterior de espécies como as do gênero Brachiaria, em consórcio com o milho, poderia aumentar a eficiência da inoculação no feijoeiro cultivado em sucessão. Assim, o objetivou-se neste trabalho avaliar o efeito da adubação nitrogenada no feijoeiro cultivado no sistema plantio direto, em sucessão ao milho safrinha consorciado com Brachiaria brizantha ou Brachiaria ruziziensis, e se a inoculação das sementes com Rhizobium tropici pode contribuir para o fornecimento de N para o feijoeiro nessas condições. Para tanto, foram conduzidos dois experimentos, um em sucessão ao milho consorciado com B. brizantha e outro em sucessão ao milho consorciado com B. ruziziensis, durante dois anos agrícolas. Os experimentos foram conduzidos em condições de campo, em um Latossolo Vermelho distroférrico, no município de Botucatu, SP. Em ambos os experimentos, o delineamento foi de blocos casualizados, em esquema fatorial 2 x 4, com quatro repetições. Os tratamentos foram constituídos pela inoculação ou não das sementes com R. tropici (400 g por 100 kg de sementes) e quatro doses de N (0, 35, 70 e 140 kg ha-1), utilizando como fonte o nitrato de amônio. Adubação nitrogenada foi parcelada, metade dois dias após a semeadura e metade no estádio V4-4 (quatro folhas trifoliadas totalmente expandidas). A inoculação das sementes do feijoeiro cv. IAC Alvorada com R. tropici não interferiu na nodulação, nutrição nitrogenada e produtividade do feijoeiro, cultivado... / The common bean (Phaseolus vulgaris L.) is a crop that requires high amount of nitrogen (N) and part of its need can be supplied by association with bacteria Rhizobium that is able to fix symbiotically atmospheric N2. However, several factors, especially related to soil conditions, may limit nodulation and N2 fixation. Thus, previous cropping of species such as Brachiaria intercropped with corn could increase the efficiency of inoculation on common bean in succession. Therefore, the objectives of this work were to evaluate the effect of N fertilization on common bean crop under no-tillage system, in succession to out-of-season corn intercropped with Brachiaria brizantha or Brachiaria ruziziensis, and the contribution of the seeds inoculation with Rhizobium tropici on N supply for common bean. Two experiments were conducted, one sowing the common bean in succession to corn intercropped with B. brizantha and another in succession to corn intercropped with B. ruziziensis, during two crop years. The experiments were conducted under field conditions on a Haplorthox, in Botucatu, São Paulo State, Brazil. The experimental design of both experiments was a randomized block design in a 2 x 4 factorial scheme, with four replications. The treatments consisted of presence or absence of seeds inoculation with R. tropici (400 g per 100 kg of seeds) and four N rates (0, 35, 70, and 140 kg ha-1), using ammonium nitrate as source. Nitrogen application was split, half two days after sowing and half when plants presented four expanded trifoliolate leaves. Inoculation of common bean seeds with R. tropici cultivated in succession to winter corn intercropped with Brachiaria under no-tillage system did not affect the nodulation, the N nutrition and the grain yield. Common bean nodulation was not affected by N application until 35 kg N ha-1, although higher rates provided decrease in number and dry weight... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:16Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-08-13Bitstream added on 2014-06-13T20:09:13Z : No. of bitstreams: 1 perez_aag_me_botfca.pdf: 424626 bytes, checksum: 9357eb89f716f0e2a85803363cfbbb06 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Com o aumento do cultivo de feijão no sistema plantio direto, torna-se necessário o conhecimento da reposta dessa cultura ao nitrogênio em solo sem preparo convencional por diferentes períodos de tempo, já que a disponibilidade desse nutriente pode ser alterada pelo sistema de manejo do solo. O objetivo foi avaliar o efeito da aplicação antecipada e/ou em cobertura do nitrogênio no feijoeiro cultivado em áreas com sistema plantio direto recém-implantado ou consolidado. O experimento foi conduzido durante o período “da seca”, nos anos agrícolas 2007/08 e 2008/09, em um Nitossolo Vermelho, no município de Botucatu-SP. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados em esquema de parcelas subdivididas, com quatro repetições. As parcelas foram representadas por quatro sistemas de manejo (SPDR: sistema plantio direto recém-implantado (a cultura do feijão será a primeira cultura a ser implantada no sistema de plantio direto); SPDC: sistema plantio direto consolidado (23 anos após a implantação); SPDR+N: sistema plantio direto recém-implantado com aplicação de 60 kg ha-1 de nitrogênio antecipado; SPDC+N: sistema plantio direto consolidado com aplicação de 60 kg ha-1 de nitrogênio antecipado). As subparcelas foram constituídas por quatro doses de nitrogênio em cobertura (0, 30, 60 e 120 kg ha-1). A adubação de cobertura foi efetuada no estádio fenológico V4, nos dois anos agrícolas. O tempo que a área permaneceu sob sistema plantio direto não influenciou a resposta do feijoeiro à adubação nitrogenada. A antecipação do N contribuiu para a manutenção da população de plantas almejada. A aplicação de N antecipado e em cobertura aumentou o número de vagens por planta, a massa dos grãos, o teor de proteína nos grãos e a produtividade de grãos do feijoeiro.Houve maior eficiência de uso do N quando este foi antecipado, do que quando... / With the increase in common bean growth under no-tillage, it is necessary to know the response of this crop to nitrogen in soil without conventional tillage for different periods of time, since the availability of this nutrient can changed by the system of soil management. The aim of this study was to evaluate the effect of nitrogen early and/or sidedressed application for common bean crop, grown in newly implemented and established no-tillage system. The experiment was conducted during the dry period, in the 2007/08 and 2008/09 cropping seasons, on a Red Nitosol (Alfisol) located in Botucatu County, São Paulo State, Brazil. A randomized complete block design, in split-plot scheme, and four replications was used. The plots were composed by four management systems (NNT: newly implemented no-tillage system (common bean crop was the first to be cropped in no-tillage system); ENT: established no-tillage system (23 years without soil tillage); NNT+N: newly implemented notillage system with application of 60 kg ha-1 of nitrogen early at common bean sowing, and ENT+N established no-tillage system with application of 60 kg ha-1 of nitrogen early at common bean sowing). The subplots were composed by four sidedressed nitrogen doses (0, 30, 60, and 120 kg ha-1). The nitrogen sidedressing fertilization was performed in the V4 growth stage, in both cropping seasons. The time that area remained under no-tillage system did not influence the response of common bean plants to nitrogen fertilization. Nitrogen early application at common bean sowing contributed to maintaining the desired plant population. Nitrogen early and sidedressing application increased pods number per plant, grains weight,protein concentration in grains and grain yield of common bean. Nitrogen early application was more efficient than sidedressing application

Made available in DSpace on 2017-07-10T15:14:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissertacaoMaccariusCMoreira.pdf: 2771848 bytes, checksum: 12048a1e6cb70b03365efe6dd23ba0ac (MD5) Previous issue date: 2016-03-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The soil microbes quickly respond the changes that the management systems cause in the soil, therefore, are sensitive indicators of biological soil quality. In this context, this study aims to assess the impact of seven management systems (MI) Millet (glaucum Pennisetum), (AP) Oat (Avena strigosa), (MP) Black Mucuna (Stizolobium aterrimum), (EF) pea (pea subsp. arvense) + (AP) Oat (Avena strigosa), (PDG) Till plaster cast (PDE) Till scarified and (SPD) Planting Direct Traditionally, the soil quality bio-indicators, (TOC) Total organic carbon (MO) organic Matter soil, (CBMS) ground biomass carbon (RBS) basal soil respiration (qCO2) respiratory coefficient (qMIC), microbial coefficient (Ds) soil density and carbon and its effects on root growth and the yield of soybeans. It was used the completely randomized design, with seven treatments. Soil samples were carried out in three periods; (PP) pre-plant (PF) pre-flowering and (PP) after soybean harvest in the period from July 2014 to March 2015 in four replications for each analysis, and samples collected at Layer (0-10 ) from soil. Statistical analysis was performed using Assistat® 7.6 beta software, version 2012 (Smith, 2012). The analyzes were carried out analysis of variance (ANOVA) and treatment means were compared by TUKEY test at 5% significance; Black Mucuna, the pea forage and tillage system were the most suitable for the improvement of biological soil properties. The cover crops and management system does not affect the root growth and yield of soybean grain / A microbiota do solo responde rapidamente a alterações que os sistemas de manejo provocam no solo, por este motivo, são sensíveis indicadores da qualidade biológica do solo. Neste contexto, o presente trabalho tem por objetivo avaliar o impacto de sete sistemas de manejo, (MI) Milheto (Pennisetum glaucum), (AP) Aveia preta (Avena strigosa), (MP) Mucuna preta (Stizolobium aterrimum), (EF) Ervilha forrageira (Pisum sativum subesp. Arvense) + (AP) Aveia preta (Avena strigosa), (PDG) Plantio Direto Gessado, (PDE) Plantio Direto Escarificado e (SPD) Plantio Direto Tradicional, nos bioindicadores de qualidade do solo, (COT) Carbono orgânico total, (MO) Matéria Orgânica do solo, (CBMS) Carbono da biomassa do solo, (RBS) Respiração basal do solo, (qCO2) Coeficiente respiratório, (qMIC), Coeficiente microbiano, (Ds) Densidade do solo e Estoque de carbono e seus reflexos no crescimento radicular e no rendimento de grãos da soja. Foi utilizado o delineamento experimental inteiramente casualizado, com sete tratamentos. As amostragens de solo foram realizadas em três períodos; (PP) pré-plantio, (PF) pré-floração e (PP) pós-colheita da soja, no período de julho de 2014 a março de 2015, em quatro repetições para cada análise, e amostras coletadas na camada (0-10) do solo. A análise estatística foi realizada usando software Assistat® 7.6 beta, versão 2012 (Silva, 2012). As análises realizadas foram análise de variância (ANOVA) e as médias de tratamentos comparadas pelo teste de TUKEY a 5 % de significância. A Mucuna Preta, a Ervilha Forrageira e o Sistema Plantio Direto foram os mais indicados para a melhoria dos atributos biológicos do solo. As espécies de cobertura e os sistemas de manejo não interferiram no crescimento radicular e no rendimento de grãos da soja

Enquanto a toxidez de manganês (Mn) pode ser um problema comum nas regiões tropicais com predominância de solos ácidos, a deficiência deste nutriente, relatada em diversas espécies vegetais, tem sido atribuída principalmente ao uso excessivo de calcário. O estudo foi desenvolvido em casa-de-vegetação e teve como objetivo avaliar as causas de maior tolerância à toxidez de manganês e susceptibilidade à deficiência. Os cultivares de soja [Glycine max (L.) Merrill] Santa Rosa, IAC-15 e IAC-Foscarin 31 foram desenvolvidos em solução nutritiva (pH 4,97) com cinco níveis de Mn (0,5; 1,0; 2,0; 4,0 e 10,0 µmol/L), nos experimentos de eficiência de absorção e de uso (experimento 1), enquanto que para o estudo de tolerância ao excesso (experimento 2), as doses foram de 2,0; 100,0; 150,0; 200,0 e 250,0 µmol/L. Para as observações de anatomia e ultraestrutura (experimento 3), foram utilizadas três concentrações de Mn na solução nutritiva: 0,5; 2,0 (controle) e 200,0 µmol/L. O delineamento estatístico foi o de blocos completos ao acaso em esquema fatorial 5x3 (cinco doses de Mn e três cultivares), com três repetições. No experimento 1, os sintomas visuais de deficiência manifestaram-se, nos três cultivares, a partir do décimo dia após o início dos tratamentos, no estádio V3. Na condição do fornecimento das duas mais baixas doses, tanto as folhas inferiores quanto as superiores exibiram os sintomas de carência. As faixas de valores de concentração de Mn no tecido associadas à deficiência variaram entre 9 a 16 mg/kg nas folhas superiores e entre 15 a 26 mg/kg nas folhas inferiores. Ocorreu interação significativa entre as doses de Mn e os cultivares de soja para as produções de massa seca da parte aérea, de raízes e total. Para a produção de grãos e pericarpos constatou-se significância para as doses de Mn somente para IAC-15 e Santa Rosa. O cultivar IAC-Foscarin 31 não apresentou resposta às doses de Mn fornecidas, porém, mostrou-se eficiente na utilização de Mn para a produção de grãos. Os índices de eficiência de produção de grãos (IEP) calculados para IAC-Foscarin 31 (Mn-eficiente IEP>1,0), IAC-15 e Santa Rosa (Mn-pouco eficiente 0,5<IEP<1,0) foram, respectivamente, de 1,41; 0,78 e 0,66. Apesar do menor comprimento e superfície total de raízes produzidos pelo cultivar IAC-Foscarin 31, na condição de baixo suprimento de Mn, o acúmulo de Mn nas raízes, nos grãos e nas plantas foi superior ao dos demais cultivares. Os cultivares apresentaram comportamentos distintos na absorção de Mn, sendo o IAC-Foscarin 31 o mais eficiente na absorção (maior Vmax e menores valores de Km e Cmin) e o Santa Rosa o menos eficiente (menor valor de Vmax e maiores valores de Km e Cmin). No experimento 2, os cultivares IAC-15 e Santa Rosa exibiram sintomas visuais de toxidez de Mn. Os teores de Mn nas folhas associados ao excesso foram de 1.000,0 mg/kg. Entretanto, o IAC-15 apresentou maior produção de grãos e de massa seca da parte aérea, acompanhado pelo IAC-Foscarin 31 (intermediário) e o Santa Rosa (menor produção). O maior comprimento total de raízes, as maiores produções de massa seca de raízes e acúmulo de Mn neste tecido conferiram ao IAC-Foscarin 31 maior tolerância ao excesso de Mn na solução. A taxa de crescimento absoluto do sistema radicular, no início do desenvolvimento das plantas, pode conferir maior eficiência de absorção e maior tolerância ao excesso do elemento. As quantidades de Mn absorvidas no simplasto e apoplasto variaram entre os cultivares. A organização das células do mesófilo foliar (células parenquimáticas), do córtex radicular e das ultraestruturas celulares, como os cloroplastos, grãos de amido e glóbulos de lipídios é afetada pelas desordens nutricionais em Mn, principalmente, no cultivar IAC-15 e Santa Rosa. Há evidencias nas diferenças genotípicas entre os cultivares e que vários mecanismos atuam conjuntamente tanto na eficiência de absorção do Mn, em condição de baixa disponibilidade no substrato, quanto na capacidade de tolerar níveis excessivos do metal. / Manganese (Mn) toxicity may be a major constraint for crop production in acid soils of tropical countries. Nevertheless, deficiency has been recognized as a worldwide nutritional disorder frequently related to excessive lime. A greenhouse experiment was carried out with the objective of evaluating the efficiency of uptake of manganese and use in three-soybean cultivars [Glycine max (L.) Merrill] as well as their tolerance to manganese excess. Cultivars (Santa Rosa, IAC-15 and IAC-Foscarin 31) were evaluated under five rates of Mn (0.5; 1.0; 2.0; 4.0 and 10.0 µmol/L) in the nutrient solution (pH = 4.97) with respect to efficiency of uptake and of use. Other experiment was carried out with the objective of evaluating tolerance to manganese in the same cultivars when grown at five doses (2.0; 100.0; 150.0; 200.0 and 250.0 µmol/L). For anatomical and ultrastructures studies the Mn doses tested were 0.5; 2.0 (control) and 200.0 µmol/L. The experimental design was a 5x3 factorial of five Mn doses and three cultivars, set in a randomized block, with three replications. In experiment 1, visual symptoms of Mn deficiency (in both upper and lower leaves at the two lowest rates), started at the 10th day after transplanting of the three cultivars, at the V3 vegetative growth stage. The average of Mn concentration in the deficient upper leaves was close to 9 to 16 mg/kg, ranging from 15 to 26 mg/kg in the lower ones. Results showed significant interaction of Mn rates and cultivars with the dry matter of the tops, roots and total. Mn rates promoted increase in grain and pericarps yield only on IAC-15 and Santa Rosa cultivars. IAC-Foscarin 31 did not show grain yield responses to Mn supply. However, the indices (grain yield efficiency index) calculated for IAC-Foscarin 31, IAC-15 and Santa Rosa were, respectively, of 1.41; 0.78 and 0.66. They were therefore classified as Mn-Efficient (IEP>1.0) and of Mn-intermediate efficiency use (0.5<IEP<1.0). Although IAC-Foscarin 31 presented the lowest total root length and total root surface of the three cultivars even at low Mn doses, it had higher amount of Mn in roots, grains and whole plant than the other cultivars. The cultivars had distinct behavior in absorption of Mn. IAC-Foscarin 31 was more efficient. It showed higher Vmax and lower Km and Cmin than Santa Rosa and IAC-15. In experiment 2, IAC-15 and Santa Rosa leaves showed visual symptoms of Mn toxicity. The average Mn concentration in these leaf blades was close to 1,000.0 mg/kg. Nevertheless, IAC-15 had grain and dry matter in tops higher than IAC-Foscarin 31 (intermediate yield) and Santa Rosa. The highest total root length and root dry matter yield as well as root Mn content in IAC-Foscarin 31 contributes to explain differences in tolerance to Mn excess. The root absolute growth rate, at beginning of vegetative growth, may confer Mn uptake efficiency and tolerance as well. Total, symplastic and apoplastic Mn absorption varied among the three soybean genotypes. The effects of manganese deficiency and toxicity on the morphology of the roots (cortex, stele and vascular cylinder) and leaves (mesophyll tissues) and ultrastructure, like chloroplasts and its starch grains and lipid globules showed distinct degrees for the cultivars, being IAC-15 and Santa Rosa more affected. There are clear evidences of genotypics differences among the cultivars and that joint mechanisms are involved in the efficiency of absorption of low Mn, in the substrate, as well as in the tolerance to high levels.

Modern maize hybrids exhibit higher yields, increased biomass production, stress tolerance and greater nitrogen (N) use efficiency. Increased biomass accumulation can influence nutrient uptake and lead to increased nutrient removal. Hybrids were tested at seeding rates (SR) of 74000 (low) and 148000 (supraoptimal) plants ha-1 and at N rates of 0 (deficient) and 390 (non-limiting) kg N ha-1. Plants were sampled at V7, V14, R3, R5 and R6 and separated into vegetative and reproductive fractions for determination of dry matter and N accumulation. Grain yield was harvested at R6. The high SR and high N treatment combination resulted in greatest biomass accumulation, crop growth rates, and N accumulation per hectare in both vegetative and grain tissues. The high SR and high N combination maximized grain yield at 20.6 Mg ha-1, essentially through an increase in kernels ha-1. High SR decreased kernel weight, even with high N. At the higher plant densities resulting from the high SR, however, average utilization of available N was enhanced. The results have implications for improved management practices under high input systems and providing insight to growers who incorporate variable seed and N rates.

Thesis (M.Sc. (Agronomy)) --University of Limpopo, 2013 / In South Africa, wheat ranks first among the winter cereal crops produced and plays an important role in the country’s economy. The study was conducted to evaluate different South African wheat cultivars under irrigation for quality and yield parameters in Limpopo province. A field experiment was conducted during 2011 winter growing season under irrigation at the University of Limpopo experimental farm (Syferkuil). Eight wheat cultivars namely: Olifants, CNR 826, SST 347, Baviaans, Duzi, Steenbrass, SST 356 and Krokodil were laid out in a randomized complete block design with four replications for evaluation of yield and quality. The results showed that the highest grain yield obtained was 2372 kg/ha by CNR 826, and the lowest 311 kg/ha by SST 347. Flour yield, break flour yield, flour protein and mixogram development time and water absorption were not significantly different among cultivars. The highest hectolitre mass was 75.13 kghl-1for CNR 826 and the lowest 72.20 kghl-1 for Olifants. The highest falling number obtained was 187.00 sec for SST 347 and the lowest was 81.50 sec for Steenbrass. Cultivars CNR 826, SST 347, Steenbrass and SST 356 showed a good potential on protein content but Krokodil, Olifants and Baviaans had poor protein contents at 9.63%, 9.73% and 10.24% respectively. These results showed that wheat cultivars evaluated were within the requirements of the grading systems of South Africa as regards hectolitre mass and protein content. All these cultivars did not reach the required grade of 220 seconds in falling numbers with Olifants (97.50 sec), CNR 826 (103.50 sec), SST 347 (187.00 sec), Baviaans (146.75 sec), Krokodil (139.50 sec), Steenbrass (81.50 sec) and Duzi (50.25 sec), but only SST 356 met the requirement for utility grade with164.50 seconds. Olifants, CNR 826, Krokodil and Steenbrass yielded above 1500 kgha-1thus showing good potential under Limpopo conditions. These cultivars could be included in future performance evaluations in Limpopo.

This thesis presents the first modeling study on long-term carbon dynamics for the University of Guelph Elora Agricultural Research Station and the Environment Canada Borden Forest Research Station at the daily and half-hourly time-step. The daily version of the CENTURY (DayCENT) model and the Carbon- and Nitrogen-coupled Canadian Land Surface Scheme (CN-CLASS) model were validated for quantifying the effects of agricultural management and component respiration on the carbon budget. DayCENT indicated that conventional tillage (CT) enhanced the annual heterotrophic respiration relative to no-till (NT) by 38.4, 93.7 and 64.2 g C m-2 yr-1 for corn, soybean and winter wheat, respectively. The seasonal variation of total soil organic carbon (SOC) pool was greater in CT than NT due to tillage effects on carbon transfer from the active surface SOC pool to the active soil SOC pool at a rate of 50-100 g C m-2 yr-1. NT accounted for a 10.7 g C m-2 yr-1 increase in the slow SOC pool (20-year turnover time) at a site in Elora, Ontario, Canada. I found that the plant phenology algorithms used in CN-CLASS were not constructed and validated for crop growth, resulting in a high degree of uncertainty in the simulations. Therefore, I designed and tested a new agricultural module for CN-CLASS. The regression analysis indicated that the new crop module improved the net ecosystem productivity (NEP) simulation for a cornfield, with the coefficient of determination (r2) of annual NEP increasing from 0.51 in the original CN-CLASS to 0.78 in the modified version of the model. I verified CN-CLASS to simulate the dynamics of component respiration for tracing the contributions from litterfall, SOC and root respiration in a deciduous mixedwood forest in Borden, Ontario, Canada. The model estimated that the annual ecosystem CO2 respiration was 1366 g C m-2 yr-1, contributed by heterotrophic respiration (57%), maintenance respiration (37%) and growth respiration (6%). The annual accumulated soil respiration was estimated at 782 g C m-2 yr-1, which was dominated by CO2 emissions from soil organic matter (60%). The base respiration rates required further verification based on field measurements. Based on the verified modeling approach in this thesis, the modeling core of DayCENT can be constructed as an integral platform for Agriculture and Agri-Food Canada National Carbon and Greenhouse Gas Accounting and Verification System. The crop phenological module in CN-CLASS allows us to conduct further agricultural studies concerning global carbon budget and environmental change. The validated respiration algorithms in CN-CLASS would be helpful in developing global biological CO2 transport model for tracing emission sources. / Natural Science and Engineering Research Council of Canada