O estudo da divisão de tarefas e de sua participação na manutenção das condições adequadas à sobrevivência de insetos sociais têm recebido importantes contribuições ao longo dos anos. O elaborado grau de organização de muitos insetos sociais e a presença de polimorfismo em muitos grupos com formação de castas, tornam a investigação da divisão de tarefas ainda mais interessante. Essa dissertação apresenta os resultados de três experimentos com colônias de formigas cortadeiras Atta sexdens rubropilosa: 1) Foi verificado se há trofalaxia de água marcada entre companheiras de ninho de A. sexdens rubropilosa em colônias em condição de estresse hídrico. Os resultados encontrados mostraram que a trofalaxia é um evento que ocorre com freqüência em colônias em estresse hídrico. 2) Foi testado a divisão de tarefas associado a dinâmica dos tamanhos envolvidos na atividade de coleta de água as distâncias de 0 metro, 1 metro e 10 metros para colônias em condição de estresse hídrico. Encontramos que após um tempo a coleta de água foi associada a uma casta especializada, de menor porte, ou seja, no início da atividade com formigas de maior porte e com o tempo formigas menores passaram a realizar a tarefa, fato que aqui chamamos de \"Efeito do Tempo\". Este efeito temporal de especialização variou de acordo com a distância a qual a fonte de água foi colocada. 3) Uso do sistema de pontes com fenda de 1,5 cm. Foi elaborado um sistema modelo de ponte com fenda e sem fenda e testado a separação física de tamanhos e a possibilidade de aprendizado da existência da fenda. Os resultados indicam que ocorre uma separação física das formigas maiores. Os dados preliminares sugerem o aprendizado da existência da fenda. Assim este trabalho buscou oferecer uma contribuição as inúmeras conexões que envolvem a atividade de coleta de água em formigas cortadeiras Atta sexdens rubropilosa. O uso do modelo de pontes aqui proposto com fendas, poderá ser uma interessante ferramenta para exploração de transmissão de informação entre os membros de uma colônia / The study of the division of tasks and participation in the maintenance of appropriate conditions the survival of social insects has received major contributions over the years. Allied to the degree of elaborate organization of many social insects and the presence of polymorphism in many groups with the formation of castes, division of labor makes it even more interesting to be investigated. This thesis presents the results of three experiments with colonies of leaf-cutting ants Atta sexdens rubropilosa: 1) it was checked if there are water marked trophallaxis between nest mates leaf-cutting ants Atta sexdens rubropilosa colonies in conditions of water stress. The results showed that the trophallaxis is an event that often occurs in colonies in water stress. 2) Was tested the division of tasks associated with the dynamics of the sizes involved in the activity of collecting water distances of 0 meter, 1 meter and 10 meters to the colonies in water stress condition. We found that after a time collecting water was associated with a variety specialized, smaller, or at the beginning of the activity of ants with larger and smaller with time ants began to perform the task, a fact that we call \"Effect of Time.\" This temporal effect of specialization varied according to the distance which the water source was placed. 3) Use the system bridges gap of 1.5 cm. A model system was developed as a bridge with gap and crevice and tested without the physical separation of sizes and the possibility of learning of the existence of the gap. The results indicate that there is a greater physical separation of the ants. Preliminary data suggest the existence of the learning gap. Thus this study sought to provide a contribution to the numerous connections that involve the activity of collecting water in l leaf-cutting ants Atta sexdens rubropilosa. The use of the bridge model proposed here with cracks may be an interesting tool for exploration of information transmission between members of a colony.

Cerrado is the second largest Brazilian biome and originally corresponded to 24% of the national territory, and since the 1970´s has been under agriculture and cattle activities. Soybean and maize are two of the most important grain-crops found in this region, with an estimated production of approximately 223 millions of tons in the Brazilian 2016/17 harvest. Changes in soil physical properties due to soil management affect productivity. Possible changes in climatic variables may also affect agricultural productivity, either per unit area (land productivity) or per unit of water volume (water productivity). One option for studying the relation between land and water productivity and how they are affected by soil hydraulic properties and climatic factors is by using an agro-hydrological model. In this study, the aim was to quantify aspects of the soil water balance and to make estimates of land and water productivity for soybean in a clay soil and maize in a medium texture in the Cerrado region using SWAP simulations for different irrigation strategies. Effects on agricultural productivity of a climatic prevision with increasing the air temperature and rainfall reduction for the years 2016-2040 were also simulated. Results show that an increase of soil porosity, resulting from a conservation tillage management, leads to a higher infiltration capacity and is shown to increase land and water productivity, when associated to irrigation scenarios. Higher water productivities were observed with only supplementary irrigation. Predicted climate changes will lead to a decrease of approximately 20% by the end of the years 2016-2040 in land productivity, under rainfed conditions. / O Cerrado é o segundo maior bioma brasileiro que originalmente, correspondia a 24% do território nacional, e desde os anos 1970 tem sido utilizado para atividades ligadas à agricultura e pecuária. Soja e milho são duas das mais importantes culturas graníferas encontradas nesta região, com uma estimativa de produtividade de aproximadamente 223 milhoes de toneladas na safra brasileira de 2016/17. Mudanças nas propriedades físicas do solo devido ao manejo do solo afetam a produtividade agrícola. Possíveis mudanças de variáveis climáticas também poderão afetar a produtividade agrícola, tanto por unidade de área (produtividade de terra) ou por unidade de volume de água (produtividade de água). Uma opção para estudar as relações entre a produtividade de água e de terra e como elas são afetadas pelas propriedades hidraulicas do solo e pelos fatores climáticos é pela utilização de um modelo agro-hidrológico. Neste trabalho, o objetivo foi quantificar os aspectos do balanço hídrico do solo e realizar estimativas da produtividade de água e de terra para soja em um solo argiloso e para milho em um solo de textura média, na região do Cerrado, utilizando simulações com o modelo SWAP para diferentes manejos de irrigação. Os efeitos na produtividade agrícola de uma previsão climática com aumento da temperatura do ar e redução da precipitação para os anos 2016-2040 foram também simulados. Os resultados mostram que um aumento na porosidade do solo, resultante de um manejo conservacionista do solo, leva a uma maior infiltração e resulta num aumento na produtividade da terra e da água, quando associado a cenários de irrigação. As maiores produtividades da água foram observadas com irrigação suplementar. As mudanças climáticas previstas levarão a uma diminuição de aproximadamente 20% na produtividade da terra ao final dos anos 2016-2040, em áreas não irrigadas.

O estabelecimento de balanços hídricos no campo é difícil e dispendioso, sendo a variabilidade de seus componentes o maior problema para se obter resultados confiáveis. Esta variabilidade dos componentes é aqui apresentada para uma cultura de café desenvolvida no hemisfério sul, em um solo tropical com 10% de declividade. É concluído que a chuva deve ser medida com um número apropriado de repetições, que a irrigação pode introduzir grande variabilidade dos cálculos, que a evapotranspiração calculada a partir da equação do balanço hídrico tem coeficientes de variação muito altos, que o componente armazenamento de água no solo é o que mais contribui na propagação dos erros e que a enxurrada pôde ser satisfatoriamente controlada nesse declive por meio de práticas de manejo. / The establishment of field water balances is difficult and costly, the variability of its components being the major problem to obtain reliable results. This component variability is here presented for a coffee crop grown in the Southern Hemisphere, on a tropical soil with 10% slope. It is concluded that rainfall has to the measured with an appropriate number of replicates, that irrigation can introduce great variability into calculations, that evapotranspiration calculated from the water balance equation has high coefficients of variation, that the soil water storage component is the major contributor in error propagation calculations, and that the run-off could be satisfactorily controlled through crop management practices.

As comunidades microbianas regulam a ciclagem de nutrientes no solo. O impacto das mudanças climáticas sobre estas poderia alterar a estrutura, a função e provocar um desequilíbrio dos nutrientes no ambiente. O principal objetivo desse trabalho foi estudar o impacto da umidade sobre a diversidade e atividades enzimáticas das comunidades bacterianas em microcosmos compostos por solos dos biomas Caatinga e Mata Atlântica. Amostras de solo foram coletadas nos seguintes estados brasileiros: Bahia, Pernambuco e São Paulo totalizando quatro pontos de coleta, com um ponto em cada estado e dois pontos no estado de São Paulo. As amostras de solo dos dois biomas, foram incubadas em microcosmos, com três ciclos de umidade (60 %- 30 %, umidade relativa) e para cada ciclo de umidade, foram construídas uma biblioteca do gene 16S rRNA. Nas análises de alfa diversidade, foram calculados os índices PD (diversidade filogenética baseado nos ramos da árvore filogenética) e Shannon. Para avaliar a beta diversidade foi utilizado o índice Bray-Curts (índice de similaridade baseado nos grupos dominantes) e a distância UniFrac. Simultaneamente, cada uma das amostras de cada tratamento foi analisada para as seguintes atividades enzimáticas: fosfatase ácida e alcalina, arilsulfatase, desidrogenase, celulase, amilase, urease e fitase. Os resultados aqui obtidos mostraram que os filos Acidobacteria, Proteobacteria e Chloroflexi foram mais abundantes nos solos da Mata Atlântica e Actinobacteria, Proteobacteria, Chloroflexi e Acidobacteria nos solos da Caatinga, considerando a característica em estudo do efeito adverso do estresse hídrico. As classes mais prevalentes na Mata Atlântica foram Acidobacteria, Alphaproteobacteria, Betaproteobacteria e Gammaproteobacteria. Enquanto que para a Caatinga, as classes prevalentes foram Ktedonobacteria, Actinobacteria-6 e Betaproteobacteria. No que diz respeito ao estresse hídrico sobre as atividades enzimáticas, os dados demonstraram efeito significativo para todos os solos amostrados, exceto para a enzima fitase. Por correlação entre as OTUs e as enzimas observou-se que grupos específicos foram correlacionados positivamente com a atividade das enzimas e com C e N total nos solos estudados. Estes resultados indicam que os ciclos de umidade afetam a distribuição taxonômica das comunidades bacterianas e as funções enzimáticas. / The microbial communities regulate the nutrient cycling in the soil. The impact of climate change on could alter the structure and function and cause an imbalance of nutrients in the environment. The main aim of this work was to study the impact of the soil humidity on diversity and enzymatic activities of bacterial communities in microcosms compounds soils of the Biosphere biomes of Caatinga and Atlantic Forest. Soil samples were collected in the following Brazilian states: Bahia, Pernambuco and Sao Paulo totaling four collection points, with a point in each state and two points in São Paulo. The soils samples of the two Biomes, were incubated in microcosms, with three humidity cycles (60% - 30% relative humidity) and for each humidity cycle, was constructed a 16S rRNA gene library. In the analyzes of alpha diversity, the PD indices were calculated (based on phylogenetic diversity branches of the phylogenetic tree) and Shannon and to test the beta diversity we used the Bray-Curts index (similarity index based on the dominant groups) and the distance UniFrac. Simultaneously, each soil sample of each treatment was analyzed for the following enzymatic activities: acid and alkaline phosphatase, arylsulfatase, dehydrogenase, cellulase, amylase, urease and phytase. The results herein obtained showed that the Phyla Acidobacteria, Proteobacteria and Chloroflexi were more abundant in the soils at Atlantic Forest, and Actinobacteria, Proteobacteria, Chloroflexi and Acidobacteria in the soils of Caatinga, considering the studied trait of the adverse effect of water stress. The most prevalent classes in the Atlantic Forest were Acidobacteria, Alphaproteobacteria, Betaproteobacteria and Gammaproteobacteria. While for the Caatinga, the prevalent classes were Ktedonobacteria, Actinobacteria-6 and Betaproteobacteria. In regard to the hydric stress on the enzymatic activities, the data showed significant effects for all sampling soils, except for the enzyme phytase. By correlations between OTUs and enzymes it was observed that specific groups were positively correlated with the activity of the enzymes and carbon and total nitrogen in the studied soils. These results indicate that humidity cycle affects the taxonomic distribution of bacterial communities and the enzymatic functions.

A utilização de sementes com alto potencial fisiológico é de grande importância para a emergência e desenvolvimento inicial das plântulas em campo. O tamanho das sementes é considerado um dos fatores que afetam o potencial fisiológico de sementes de varias espécies, entre elas a soja. Os objetivos do presente trabalho foram avaliar o efeito do tamanho sobre o potencial fisiológico das sementes de soja e verificar até que ponto a disponibilidade hídrica pode influenciar a germinação das sementes de diferentes tamanhos. Foram utilizados dois cultivares de soja (Anta 82 e M7739 IPro), cada um representado por dois lotes com potenciais fisiológicos distintos. As sementes de cada lote foram classificadas em cinco tamanhos, por meio de peneiras de perfurações oblongas com diferença de 0,4 mm na espessura dos crivos. A pesquisa foi executada em duas etapas: a primeira foi conduzida segundo esquema fatorial 2 lotes x 5 tamanhos (M+0,8, M, M-0,8 e <M-0,8), avaliando-se os tratamentos pelos testes de germinação, envelhecimento acelerado com solução saturada de NaCl, emergência de plântulas, comprimento e massa da matéria seca de plântulas, análise computadorizada de imagens de plântulas (SVIS&reg;), tetrazólio (vigor e viabilidade), determinação da espessura do tegumento por microscopia eletrônica, teor de lignina no tegumento das sementes, além de determinações do teor de água, massa de 1000 sementes e caracterização física das sementes quanto geometria pelo equipamento SAS. A segunda etapa foi conduzida de acordo com esquema fatorial 5 tamanhos x 4 potenciais hídricos do substrato (-0,04, -0,10, -0,20 e -0,40 MPa) e os tratamentos foram avaliados pelos teste de germinação sob variações de disponibilidade hídrica, além de determinação da marcha de absorção de água pelas sementes sob cada potencial hídrico. Os resultados obtidos foram submetidos a análise estatística, com o auxílio do software SISVAR. Os resultados indicaram que sementes de soja de tamanhos inferiores, em mais de 0,8 mm ( < M-0,8mm), à média do lote apresentam menor potencial fisiológico. A redução do potencial hídrico do substrato diminui a velocidade de germinação das sementes de soja, independentemente do tamanho, além disso, sob média e baixa disponibilidade hídrica (-0,10, -0,20 e -0,40 MPa) sementes de tamanho superior, em mais de 0,8mm (M+0,8 mm) em relação à média apresentam menor porcentagem e velocidade de germinação, e sementes de tamanho médio menos 0,8 mm (M-0,8 mm) tem sua porcentagem e velocidade de germinação menos afetadas pela redução do potencial hídrico. / The use of seeds with high physiological potential is of great importance for emergence and early development of seedlings in the field. Seed size affects the physiological potential of various species, including soybeans. This study evaluated the effects of size on the physiological potential of soybean seeds and investigated how water availability influences germination of seeds of different sizes. Two soybean cultivars (Anta 82 and M7739 IPro) were used, each represented by two batches with distinct physiological potentials. The seeds of each batch were classified in five sizes using sieves with oblong perforations of 0.4 mm in thickness. The study was performed in two stages. The first was conducted according to factorial scheme 2 batches x 5 sizes (M+0.8, M, M-0.8 and <M-0.8), evaluating treatments by germination tests, accelerated aging with saturated solution of NaCl, emergence of seedlings, length and mass of the dry matter of seedlings, computerized image analysis of seedlings (SVIS&reg;), tetrazolium (vigor and viability), determination of integument thickness by electron microscopy, lignin content in seed coat, as well as determinations of the water content, mass of 1000 seeds and physical characterization of seed in terms of geometry using the SAS. The second stage was conducted according to factorial 5 sizes x 4 substrate water potentials (-0.04, -0.10, -0.20 and -0.40 MPa) and the treatments were evaluated by the germination test under water availability variations, in addition to determining the water uptake rate by seeds under each hydric potential. The results were subjected to statistical analysis, using the SISVAR software. Soybean seeds of sizes lower than 0.8 mm ( < M-0.8 mm) feature less physiological potential compared to the batch average. The reduction of substrate water potential decreases the germination speed of soybean seeds, regardless of size. Moreover, under low and medium water availability (-0.10, -0.20 and -0.40 MPa), seeds with size higher than 0.8 mm (M+0.8 mm) feature smaller percentage and germination speed in relation to the batch average, while medium-sized seeds, less than 0.8 mm (M-0.8 mm), have percentage and germination speed less affected by reduced water potential.

O presente trabalho aborda os conceitos que envolvem as perdas no sistema de distribuição de água e os diferentes indicadores de perdas existentes, utilizados como um dos principais instrumentos de apoio à gestão nos sistemas de abastecimentos de água. A revisão bibliográfica apresenta histórico dos trabalhos referentes ao controle e redução de perdas que tem sido desenvolvidos no Brasil e em outros países. Mostra a diversidade de indicadores de perdas existentes e os estudos e discussões incessantes na busca de sua padronização, coordenados pela International Water Association (IWA). Também trata de importantes questões relativas ao tema da dissertação, tais como: a elaboração do Balanço Hídrico e os limites de incertezas de suas variáveis; e as iniciativas existentes ao redor do mundo relacionadas ao uso eficiente de energia e sua interface entre a redução de perdas em sistemas de abastecimento de água. Na segunda etapa do trabalho, foram elaborados passo a passo os Balanços Hídricos de três setores de abastecimento da Região Metropolitana de São Paulo (RMSP) com características distintas entre si. Em razão da dificuldade de medições de alguns volumes de entrada dos Balanços Hídricos, recorreu-se à alternativa de calculá-los através de estimativas, cujos valores padrões foram pesquisados na bibliografia existente. Devido a isso, os fluxos dos Balanços Hídricos estudados apresentaram faixas de valores, retratando os limites de incertezas a que eles estão submetidos. Compararam-se os Balanços Hídricos dos três setores de abastecimento, avaliando-se suas incertezas, analisando-se seus resultados e recomendando-se onde podem ser direcionadas as ações para o controle e redução, sejam para as perdas reais, sejam para as perdas aparentes. Por fim, ressalta-se que por se tratar de tema correlacionado às dissertações desenvolvidas por Galvão (2007), Melato (2010), Oliveira (2011) e Palo (2010), este estudo serve, portanto, como uma continuidade desses trabalhos. / This project has the purpose of treat the conceptions involving losses in water distribution systems and different performance indicators, used as a major instrument of management support systems in water supplies. Bibliographic review presents a historic of the works on the control and reduction of water losses that have been developed in Brazil and other countries. It shows the diversity of existing indicators of water losses and incessant studies and discussions in the search for its standardization, coordinated by the International Water Association (IWA). It also deals with important issues related to the subject of the dissertation, such as the elaboration of the water balance and the limits of uncertainty of its variables, and the existing initiatives around the world related to the energy efficiency and its interface with the reduction of losses in water supply systems. In the second stage of the work, the Water Balances of three different supply sectors of the Metropolitan Region of São Paulo were developed step by step. Because of the difficulty of measurements of some volumes of incoming Water Balance, one resorted to the alternative of calculating them through estimates, whose default values were researched in existing literature. Due to this, the flow of Water Balance study showed ranges of values, depicting the limits of uncertainty to which they are submitted. The Water Balance of three supply sectors were compared, evaluating their uncertainties, analyzing their results and recommending where actions should be directed to the control and reduction whether they are real or apparent losses. It is important to say that since it is correlated themes to dissertations developed by Galvão (2007), Melato (2010), Oliveira (2011) and Palo (2010), will represent, therefore, as continuity to their works.

O açaizeiro é uma palmeira com potencial comercial valorizado principalmente pela polpa do fruto que possui propriedades químicas benéficas à saúde humana. Os produtores necessitam corresponder ao incremento de demanda e a produção de mudas deve contemplar essa tendência de mercado. O conhecimento a respeito do manejo hídrico de mudas da espécie ainda pode ser ampliado e a utilização de polímero hidroabsorvente (hidrogel) na produção de mudas da espécie surge como uma opção para redução de custos em irrigação associada a uma boa qualidade das plantas. O objetivo deste estudo é gerar informações que correlacionem a influência de doses de hidrogel à produção de mudas de açaizeiro em diferentes regimes hídricos. O experimento foi conduzido no Departamento de Engenharia de Biossistemas da Escola Superior de Agricultura \"Luiz de Queiroz\". O delineamento utilizado foi o de blocos ao acaso sob os seguintes tratamentos, quatro doses de hidrogel (0; 1,0; 2,0; 3,0 g L-1) e três níveis de depleção (0-5; 25; 50% da capacidade de retenção de água do substrato com o polímero) com quatro repetições. O experimento foi conduzido por 9 meses e ao final foram realizadas avaliações biométricas e análises destrutivas para obtenção de valores de massa seca. Para embasamento estatístico dos dados aplicou-se o teste F, em 1 e 5% de probabilidade, análise de regressão polinomial e o teste de Tukey em 5% de probabilidade. O hidrogel aumentou a capacidade de retenção hídrica do substrato e os resultados mostraram que a presença do polímero acrescentou qualidade à muda de forma crescente em função das doses; todavia, doses de 3g L-1 podem acarretar problemas com drenagem devido à perda de eficiência de absorção do polímero. Os níveis de depleção (25 e 50%) afetaram substancialmente, de forma negativa, o desempenho da muda quando comparados ao tratamento de menor depleção (0-5%), demonstrando que a espécie é bastante sensível a regimes com menor disponibilidade hídrica. Não foi observado efeito de interação entre as doses do polímero e os níveis de depleção para a grande maioria das variáveis analisadas, com exceção apenas da área foliar específica (AFE) e da irrigação aplicada (IA). O Kc médio da cultura, para cultivo protegido, apresentou tendência crescente ao longo do experimento. Conclui-se que a melhor dose do polímero é de 2 g L-1 e que o nível de depleção de 0-5% apresentou o melhor desempenho. O Kc determinado mostra tendência de acordo com a fase de desenvolvimento da espécie, variando de 0,76 até 1,41. / The assai palm is a plant with commercial potential mainly valued by the pulp of the fruit which has chemical properties beneficial to human health. Producers need to match the demand and the production increase of seedlings should address this market trend. The knowledge of the water management of species of plants can be further extended and the use of hydrogel polymer in seedling production of the specie appears as cost reduction option in irrigation associated with good quality plants. The aim of this study is to generate information to correlate the influence of hydrogel doses to the production of assai seedlings in different water regimes. The experiment was conducted in the Department of Biosystems Engineering of the Luiz de Queiroz College of Agriculture. The design was a randomized blocks under the following treatments, four hydrogel doses (0, 1.0, 2.0, 3.0 g L-1) and three depletion levels (0-5; 25; 50% the water retention capacity of the substrate with the polymer) with four replications. The experiment was conducted for 9 months and in the end were held biometric evaluations and destructive analysis to obtain dry matter values. For statistical method of data applied the F test at 1 and 5% probability, polynomial regression analysis and the Tukey test at 5% probability. The hydrogel increased water retention capacity of the substrate and the results showed that the presence of polymer added quality changes as function of increasing doses, however, 3g L-1 doses may lead to problems with drainage because of loss of efficiency of polymer absorption. Depletion levels (25 and 50%) affected substantially negatively the performance changes when compared to untreated lower depletion (0-5%), indicating that the specie is very sensitive to lower water availability. There was no effect of interaction between the polymer doses and depletion levels for most of the variables analyzed, except only the specific leaf area (SLA) and the applied irrigation (AI). The average Kc culture for protected cultivation, presented a growing trend throughout the experiment. We conclude that the best dose of the polymer is 2 g L-1 and the depletion level of 0-5% showed the best performance. Kc was determined and shows tendency according to the phase of development, ranging from 0.76 to 1.41.

A cana-de-açúcar é uma das principais culturas em países tropicais. O Brasil, além de ser o maior produtor mundial, é também líder em produção de açúcar e álcool. Atualmente, a maior parte da cana-de-açúcar cultivada no Brasil encontra-se em condições , como resultado, a cultura é sujeita ao déficit hídrico em alguns estágios. Portanto, é essencial entender as respostas fisiológicas e moleculares da planta à disponibilidade de água. Nesse contexto, as análises de metabolômica e proteômica objetivam identificar diferentes vias metabólicas e proteínas relacionadas ao mecanismo de defesa e de recuperação. Plantas de Saccharum spp com sete meses de idade foram submetidas a diferentes condições hídricas, déficit e reidratação, e amostras controle foram mantidas irrigadas. A identificação do perfil metabólico primário foi realizada através da cromatografia gasosa combinada com espectrometria de massas (GC-MS). Para identificação das proteínas nucleares, as amostras complexas foram digeridas, e posteriormente, sequenciadas por (LC-MS). As análises estatísticas entre os tratamentos (PLS-DA) mostraram diferenças significativas tanto para metabólitos quanto para as proteínas. Um total de 86 metabólitos foram identificados, onde 8 compostos foram preferencialmente abundantes no estresse, e 10 na recuperação e, portanto, podem ser utilizados como marcadores. Alguns desses compostos participam de vias metabólicas comuns, como biossíntese de alcaloides derivados da ornithine, lysine e nicotinate e de biossíntese de fenilpropanoides. Metabólitos que não participam dessas vias mas foram, pelo menos, duas vezes mais abundantes nos tratamentos quando comparados ao controle também foram discutidos, para o déficit destacam-se galacturonic acid-1-phosphate, pyroglutamic acid e creatinine e para recuperação methyl dihydrogen phosphate, phosphoric acid e 2-hydroxypyridine. Um total de 761 proteínas foram identificadas, sendo 21 nucleares e responsivas ao déficit hídrico, e 32 nucleares e relacionadas ao processo de recuperação. As classes funcionais das proteínas relacionadas ao déficit são de tradução e processo de oxidação-redução, e das proteínas da recuperação são de tradução e proteólise envolvida no processo catabólico proteico. A combinação de diferentes técnicas nesse estudo revela uma dinâmica regulatória complexa no mecanismo de tolerância da cana-de-açúcar ao déficit hídrico. / Sugarcane is one of the main crops in tropical countries. Brazil, besides being the world\'s largest producer of this crop, is also a leader in sugar and ethanol production. Nowadays, most of the sugarcane growing in Brazil is under rain-fed conditions, as a result, the culture is subject to water deficit at certain stages. Thus, it is essential to understand the physiological and molecular plant responses to water availability. In this context, the metabolomic and proteomic analyses aims to identify different metabolic pathways and proteins related to the mechanisms of tolerance and recovery. Samples of seven month old plants of Saccharum spp were subjected to different water conditions, deficit and rehydratation, whereas control samples were kept irrigated. The identification of primary metabolite profile was performed by Gas-Chromatography combined with Mass- Spectrometry (GC-MS). To identify nuclear proteins, the complex samples were digested and then sequenced by LC-MSE. Statistical analyses among treatments PLS-DA showed significant differences in both metabolites and proteins of Saccharum spp in different conditions. A total of 86 metabolites were identified, where 8 are preferably abundant in water stress and 10 in recovery, thus, they can be used as markers. Some of these compounds are present in common pathways like biosynthesis of alkaloids derived from ornithine, lysine and nicotinic acid and biosynthesis of phenylpropanoids. Metabolites that do not participate in these pathways, but that were at least two times more abundant in treatments when compared to control, were also discussed. They were galacturonic acid-1-phosphate, pyroglutamic acid and creatinine that were related to deficit condition and methyl dihydrogen phosphate, phosphoric acid and 2-hydroxypyridine to recovery. A total of 761 proteins were identified, of which 21 were nuclear and drought responsive and 32 were nuclear and recovery responsive. The functional classes of water stress proteins are translation and oxidation-reduction process and of recovery proteins are translation and proteolysis involved in cellular protein catabolic process. The combination of different techniques in this study revealed a complex regulatory dynamics in the mechanism of sugarcane water stress tolerance that have not been discussed in the literature.

Com a busca de novas soluções para a produção de energia sustentável, novas fontes renováveis têm sido tema de estudos para o suprimento de energia no mundo, diminuindo a dependência por combustíveis fósseis. O biodiesel pode ser usado para geração de energia em substituição ao óleo diesel e, com isso, muitas espécies oleaginosas têm sido estudadas para esse fim. O pinhão-manso (Jatropha curcas L.) é uma espécie da família Euforbiácea que tem se destacado por ser uma planta perene, rústica e com elevada produção de óleo. O conhecimento dos efeitos da irrigação e da fertilização nitrogenada no seu cultivo se tornam relevantes para um melhor manejo dessa cultura. Este estudo teve como objetivo principal avaliar os efeitos de diferentes níveis de adubação nitrogenada e de irrigação na produtividade, no crescimento vegetativo e na qualidade de óleo no cultivo do pinhão-manso. O experimento foi conduzido em uma área experimental do Departamento de Engenharia de Biossistemas da ESALQ/USP, em Piracicaba-SP. Os estudos foram realizados nos anos agrícolas de 2013/2014 e 2014/2015, com plantas a partir do terceiro ano de cultivo e dispostas em espaçamento 3 x 4 m, totalizando 833 plantas ha-1. Os tratamentos foram dispostos aleatoriamente em duas áreas de cultivo, com blocos compostos de quatros repetições, sendo os fatores constituídos de dois manejos hídricos (irrigado e sem irrigação) e quatro doses de adubação nitrogenada a partir da sua recomendação de adubação (150%, 100%, 50% e 0% de N). Cada área de cultivo era composta pelo tipo de manejo hídrico adotado e a análise dos dados foi feita de forma conjunta, como análise de grupos de experimentos. O sistema de irrigação utilizado foi o pivô central, sendo adotado para toda a área irrigada o mesmo manejo de irrigação. A irrigação e as doses de N tiveram influência positiva nas variáveis de crescimento como altura, índice de área foliar, diâmetro e volume de copa. Todos os teores de clorofila avaliados apresentaram os maiores valores com a prática da irrigação e com as maiores doses de N aplicada, mas apesar dessa diferença, todos os tratamentos aplicados apresentaram baixa correlação com o teor de N foliar. A produtividade de sementes e de óleo de pinhão-manso também responderam de forma positiva aos tratamentos aplicados, chegando até a triplicar os seus valores com a prática de irrigação e da adubação de N. O teor de óleo, por sua vez, não mostrou variação dos tratamentos quanto ao seu conteúdo intrínseco por unidade de massa de sementes, mas o fator manejo hídrico influenciou nos valores de alguns índices de qualidade de óleo, como acidez, iodo, peróxido e estabilidade oxidativa, nos quais os tratamentos irrigados apresentaram, de uma forma geral, os melhores resultados. Com isso, conclui-se que, mesmo sendo adaptado a condições adversas de clima e solo, o pinhão-manso responde bem à prática da irrigação e da adubação nitrogenada, aumentando sua produtividade, melhorando seu desenvolvimento vegetativo e qualidade de óleo para a produção de biodiesel. / With the search for new solutions for the sustainable energy production, new renewable energy sources have been the subject of studies for the power supply in the world, reducing dependence on fossil fuels. Biodiesel can be used for power generation as a substitute for oil diesel, which have increased the interest on oilseeds crops studies. The jatropha (Jatropha curcas L.) is a species of the Euforbiaceae family that has stood out for being a perennial, rustic, and high yield of oil plant. The knowledge of the effects of irrigation and nitrogen fertilization on the cultivation become relevant for a better crop management. The main objective of this study was the evaluation of the effects of different levels of nitrogen fertilization and irrigation on productivity, vegetative growth and oil quality in the jatropha crop. The experiment was conducted in an experimental area of the Department of Biosystems Engineering at ESALQ/USP, in Piracicaba-SP. The studies were conducted in the agricultural years of 2013/2014 and 2014/2015, with plants from the third year of cultivation, arranged in 3x4 meters spacing, totaling 833 plants ha-1. The treatments were randomly arranged in two cultivation areas with blocks composed of four repetitions being the factors consisted of two water management (irrigated and without irrigation) and four doses of nitrogen fertilization from its fertilizer recommendation (150%, 100%, 50% and 0% N). Each cultivation area was composed by the type of water management adopted and the data analysis was made jointly as experiments group analysis. The irrigation system used was the center pivot, being adopted for the entire irrigated area the same irrigation management. The irrigation and nitrogen levels had a positive influence on growth variables such as height, diameter and canopy volume. All evaluated chlorophyll levels reached the highest values with the practice of irrigation and higher nitrogen levels applied, but despite of this difference, all treated samples showed low correlation with leaf nitrogen content. The productivity of seeds and jatropha oil also responded positively to the treatments applied, reaching three times their values with the practice of irrigation and nitrogen fertilization. The oil content did not vary with treatments as to its intrinsic content per unit mass of seeds, and only the water management factor influenced the values of some oil quality indices such as acidity, iodine, peroxide and oxidative stability, when the irrigated treatments showed better results in general. Thus, it is concluded that even though being adapted to adverse conditions of climate and soil, jatropha responds well to practices of irrigation and nitrogen fertilization, increasing its productivity and improving its vegetative growth and quality of oil for biodiesel production.

Orientador: José Renato Zanini / Coorientador: Alexandre Barcellos Dalri / Banca: Regina Célia de Matos Pires / Banca: Dilermando Perecin / Banca: Roberto Lyra Villas Boas / Banca: Luiz Fabiano Palaretti / Resumo: A cana-de-açúcar é cultivada em muitos países e em diversos ambientes de produção, sendo a água um fator limitante para que a cultura tenha elevadas produtividades. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de lâminas de irrigação, via gotejamento subsuperficial, nas características biométricas, na qualidade tecnológica, produtividade e eficiência do uso da água (EUA) de cinco cultivares, em segunda soca. O delineamento experimental foi o de blocos balanceados, com 12 blocos e dois fatores: cultivares (CTC 4, IACSP93-3046, RB86-7515, IACSP95-5000 e IAC91-1099) e lâminas de irrigação (sequeiro, deficitária e suplementar). A necessidade de água foi estimada por meio das variáveis climáticas. A partir da evapotranspiração da cultura (ETc) estimada foram definidas lâminas de irrigação equivalentes a 100% da ETc para o tratamento suplementar e 50% para o deficitário, e a irrigação foi realizada sempre que ocorreu déficit de 20 mm . O uso da irrigação proporcionou condições para as plantas se estabelecerem e expressarem melhor suas características biométricas, principalmente no início do desenvolvimento vegetativo; com destaque as cultivares RB86-7515 (com maiores alturas, diâmetros de colmos e área foliar), a CTC 4 com maior perfilhamento e a IAC91-1099 (maiores números de folhas e índice de área foliar). Não foram encontradas diferenças estatísticas significativas para sólidos solúveis totais e teor de fibra. As quantidades de sacarose no caldo (POL) e na cana (PC) não difer... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Sugar cane is grown in many countries and diverse production environments, with water being a limiting factor for high crop yields. This study aimed to evaluate the effect of irrigation depths, under subsurface drip, on the biometric characteristics, technological quality, productivity and water use efficiency (WUE) of five cultivars in the third crop cycle . The experimental design was of balanced blocks, with 12 blocks and 2 factors: cultivars (CTC 4, IAC SP 93 - 3046, RB86 - 7515, IAC SP 95 - 5000 and IAC91 - 1099) and irrigation depths (dry, deficit and supplementary) . The need for water was estimated by means of climatic variables. From the evapotranspiration of the crop estimated ( ETc ) irrigation depths equivalent to 100% of the ETc were defined for the supplementary treatment and 50% for the deficit, and irrigation was performed whenever there was a deficit of 20 mm . The use of irrigation provided conditions for plants to establish and better express th eir biometric characteristics, especially at the beginning of vegetative development ; highlighting the cultivars RB86 - 7515 (with higher heights, plant diameters and leaf area), CTC 4 with higher tillering and IAC91 - 1099 (higher leaf numbers and leaf area i ndex). No significant statistical differences were found for total soluble solids and fiber content . The amounts of sucrose in the juice (POL) and the cane (PC) did not differ among the cultivars, however, additional irrigation provided higher values of th... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor