Made available in DSpace on 2017-07-21T18:53:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Juliane Alves Souza.pdf: 2088285 bytes, checksum: 7df534f70b74bb908ee007c98dc1179a (MD5) Previous issue date: 2014-12-12 / Cereals have an important role in human nutrition. Wheat is one of the most cultivated and consumed cereals in the world being used in the preparation of the enormous diversity of products. The wheat flour fortification with iron and folic acid is obligatory in Brazil in according with current legislation. Starch is a reserve polysaccharide of vegetable consisting essentially of amylose and amylopectin. It is a matter abundant and replaceable material being the main source of carbohydrate in diet human. Starches in their native form have limited features for industrial use so it is important modification aiming to acquire improved stability, rheological properties, paste, gel texture, water retention, among others. The chemical modification, still very used, is not considered as safe a one way of modification, so the physical modification is well regarded by food industry. Heat Moisture Treatment (HMT) in starch is considered a natural method and is conducted with a moisture content of 30% and a maximum temperature of 120 ° C. Were studied native wheat and modified starches with presence and absence of folic acid and iron, by HMT at 121 °C for a period of 1 hour. The effects of HMT were studied using the following techniques: thermogravimetry and derivative thermogravimetry (TG/DTG), differential scanning calorimetry (DSC), x-ray diffraction (DRX), atomic force microscopy (NC-AFM), rapid visco analysis (RVA), the flame atomic absorption spectrometry (FEAA) and reflectance photocolorimetry. From the TG and DTG curves was observed that for the physically treated starches, the values of weight loss for starch in the presence of folic acid iron in the first and third stages decreased and the second increased as increased moisture. The DSC, modified starches, the temperatures at which the event occurred and the enthalpy of gelatinization decreased and the higher the moisture treatment was lower enthalpy. All starches showed bimodal distribution and irregularities in the micro-images of AFM with changes in average diameter and roughness, after physical modification. For all starches DRX peaks did not undergo pronounced displacement, however there was a decrease in crystallinity after modification. All starches showed high paste temperature and low peak viscosity. Was determined absence iron concentration to starch without folic acid and iron and little change for the presence of starch with these nutrients. With respect to color analysis for all samples studied, there was little variation in color between them, with causing a trend mainly to yellow after modification. / Cereais possuem importante papel na alimentação humana. O trigo é um dos cereais mais cultivados e consumidos no mundo sendo utilizado na elaboração de enorme diversidade de produtos. A fortificação da farinha de trigo com ferro e ácido fólico é obrigatória no Brasil de acordo com a legislação vigente. O amido é um polissacarídeo de reserva vegetal constituído basicamente por amilose e amilopectina. É uma matéria prima abundante e renovável sendo a principal fonte de carboidrato na alimentação humana. Amidos na forma nativa possuem características limitadas para uso industrial por isso torna-se importante sua modificação visando adquirir melhor estabilidade, propriedades reológicas, de pasta, textura de géis, retenção de água entre outros. A modificação química, ainda muito utilizada, não é considerada uma forma tão segura de modificação, por isso a modificação física é bem vista pela indústria alimentícia. A modificação por umidade e temperatura controladas (HMT) em amido é considerada um método natural e é conduzida com teor de umidade de até 30% e temperatura máxima de 121 ºC. Foram estudados amidos trigo nativos e modificados, com presença e ausência de ácido fólico e ferro, por HMT a 121°C por um período de 1 hora. Os efeitos do HMT foram estudados utilizando as seguintes técnicas: termogravimetria e termogravimetria derivada (TG/DTG), calorimetria exploratória diferencial (DSC), difração de raios X (DRX), microscopia de força atômica (NC-AFM), análise viscoamilográfica rápida (RVA), espectrometria de absorção atômica com chama (FEAA) e refletância fotocolorimetria. A partir das curvas TG e DTG, observou-se que para os amidos tratados fisicamente, os valores de perda de massa para o amido em presença de ácido fólico e ferro, nas primeiras e terceiras etapas diminuíram e da segunda aumentaram, conforme aumento da umidade. Após a análise de DSC, os amidos modificados, as temperaturas em que ocorreu o evento e o valor da entalpia de gelatinização diminuíram e quanto maior a umidade de tratamento menor foi à entalpia. Os amidos deste estudo apresentaram distribuição bimodal e irregularidades nas microimagens de AFM, com alterações nos diâmetros médios e rugosidade, após a modificação física. Para todos os amidos os picos de DRX não sofreram deslocamento acentuado, porem houve redução da cristalinidade após a modificação. Todos os amidos apresentaram alta temperatura de pasta e baixo pico de viscosidade. Foi determinada ausência de ferro para o amido sem ácido fólico e ferro e pouca alteração para o amido com presença desses nutrientes. Com relação a análise de cor, para todas as amostras estudadas, houve pouca variação de cor entre elas, com tendência ao amarelamento após a modificação.

Made available in DSpace on 2017-07-21T18:53:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Elisangela Serenato.pdf: 1216828 bytes, checksum: 1e4a058b95c9b4cbdc1c0a22185ded54 (MD5) Previous issue date: 2010-02-25 / Fundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Paraná / Ricotta is a kind of fresh cheese, obtained by the precipitation of the proteins in the cheese whey. According to the current legislation, ricotta is framed on standards of identity and quality of low-fat cheeses, however, studies show a great variability on the centesimal composition. It justifies the necessity of establishing quality standards, and the development of methodologies that allow a fast and efficient control of the product. Besides it, conventional methodologies used to determine the centesimal composition of the ricotta, though they are part of the routine analysis in laboratories of quality control, they are onerous, time consuming and generate residues. In this sense, the objective of this study was to develop a method for the quantification of physical/chemical standards, using Near Infrared Diffuse Spectroscopy (NIRRS), associating to methods of multivariate calibration. For the construction of multivariate models (specially PLSR) it were used the media of concentration of acidity, carbohydrates, ashes, chlorides, fat, pH, protein and moisture, obtained by conventional methodologies (titration method, spectroscopic, muffle carbonization, titration, Gerber, potentiometric, Kjeldahl and gravimetric method, respectively), as well as data of the near infrared spectroscopy. It was collected spectra in duplicate, 33 spectra were used for the calibration phase, and the 5 remaining used to the external validation phase. The best results for fat, protein and moisture levels were obtained on the spectral region between 1100 to 2500 nm. The optimized model for determination of fat used the Multiplicative Scatter Correction (MSC), with 6 latent variable (VLs), acquiring correlation coefficients of Rcal= 0.968 and Rval= 0.936 allowing the quantification of fat with a medium prevision error (Er) of 6.37%. For the protein level, the best result was obtained using MSC and data centered on media (DCM). The model of regression, with 6 VLs, presented correlation coefficients of Rcal= 0.968 and Rval= 0.885, and determination of protein with Er of 5.95%. The best model for determination of moisture used normalization, with 4 VLs correlation coefficients of Rcal= 0.851 and Rval= 0.757 and allowing the quantification of moisture with and Er of 1.91%. It was not possible to build models for acidity, carbohydrates, ashes, chloride and pH parameters, presenting low values of Rcal and Rval, demonstrating the low capacity of forecasting even for samples that compose the calibration set through the proposed methodology. These results demonstrate the potential of multivariate models on determination of fat, protein and moisture levels on samples with complex matrices (ricotta) and also show the advantages of the association NIRRS-PLSR which allows a fast quality control with minimum manipulation of the sample. / A ricota é um tipo de queijo fresco, obtido pela precipitação das proteínas do soro do queijo. Segundo a legislação vigente, a ricota é enquadrada nos padrões de identidade e qualidade de queijos magros, no entanto, estudos demonstram a grande variabilidade na sua composição centesimal. Isto justifica a necessidade de estabelecimento de padrões de qualidade, e o desenvolvimento de metodologias que possibilitem um controle rápido e eficiente do produto. Além disso, as metodologias convencionais empregadas para a determinação da composição centesimal da ricota, embora façam parte das análises de rotina em laboratórios de controle de qualidade, são onerosas, demoradas e geram resíduos. Neste sentido, o objetivo deste estudo foi desenvolver um método para a quantificação dos parâmetros físico-químicos, utilizando-se espectroscopia no infravermelho próximo por reflectância difusa (NIRRS) associado a métodos de calibração multivariada. Para a construção dos modelos multivariados (principalmente PLSR) foram utilizadas as médias das concentrações de acidez, carboidratos, cinzas, cloretos, gordura, pH, proteína e umidade, obtidas pelas metodologias convencionais (método titulométrico, espectroscópico, carbonização em mufla, titulométrico, Gerber, potenciométrico, Kjeldahl e método gravimétrico, respectivamente), bem como, os dados de espectroscopia no infravermelho próximo. Foram coletados espectros em duplicata, sendo que 33 desses espectros foram utilizados para a fase de calibração e os 5 restantes utilizados para a fase de validação externa. O melhores resultados para os teores de gordura, proteína e umidade foram obtidos na região espectral entre 1100 a 2500 nm. O modelo otimizado para a determinação de gordura empregou a correção do espalhamento multiplicativo (MSC), com 6 variáveis latentes (VLs), obtendo-se coeficientes de correlação de Rcal= 0,968 e Rval= 0,936 possibilitando a quantificação de gordura com um erro médio de previsão (Er) de 6,37%. Para o teor de proteína, o melhor resultado foi obtido utilizando-se a MSC e dados centrados na média (DCM). O modelo de regressão, com 6 VLs, apresentou coeficientes de correlação de Rcal= 0,968 e Rval= 0,885, e determinação de proteína com Er de 5,95%. O melhor modelo para a determinação de umidade empregou a normalização, com 4 VLs, obtendo-se coeficientes de correlação de Rcal= 0,851 e Rval= 0,757 e possibilitando a quantificação de umidade com um Er de 1,91%. Não foi possível a construção de modelos para os parâmetros acidez, carboidratos, cinzas, cloretos e pH, apresentando baixos valores de Rcal e Rval, demonstrando a baixa capacidade de previsão mesmo para as amostras que compõem o conjunto de calibração através da metodologia proposta. Estes resultados além de demonstrarem o potencial dos modelos multivariados na determinação dos teores de gordura, proteína e umidade em amostras com matrizes complexas (ricota) evidenciam as vantagens da associação NIRRS-PLSR que permite um controle de qualidade rápido com uma manipulação mínima da amostra.

Submitted by Eunice Novais (enovais@uepg.br) on 2018-05-08T17:08:35Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Luísa Thomaz.pdf: 3102790 bytes, checksum: ae052fcfec624f47d0de773ff533ce4f (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-08T17:08:35Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Luísa Thomaz.pdf: 3102790 bytes, checksum: ae052fcfec624f47d0de773ff533ce4f (MD5) Previous issue date: 2018-03-09 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O taro (Colocasia esculenta L. Schott) é um tubérculo que apresenta até 80 % de material amiláceo em sua composição (base seca), possuindo grânulos pequenos, medindo de 1 μm a 6 μm, enquanto que outras fontes chegam a 100 μm. Amidos nativos podem apresentar limitações tecnológicas e, portanto, modificações físicas, químicas e biológicas são realizadas para ampliar a gama de sua utilização. Neste estudo foi utilizado o amido de taro orgânico, o qual foi modificado por tratamento hidrotérmico (HMT) a partir da variação do teor de umidade (13, 19 e 25 %) e tempo (45, 60 e 75 min), mantendo fixa a temperatura (120 °C). Após esses tratamentos foi aplicado o ultrassom em todas as amostras durante 30 min e amplitude de 60 % (frequência fixa de 20 kHz). Para avaliação e caracterização da amostra nativa e das modificadas foram obtidas imagens por microscopia eletrônica de varredura por efeito de campo (MEV/FEG), as propriedades de pasta por viscoamilografia (RVA), decomposição térmica por termogravimetria (TG), evento de gelatinização por calorimetria exploratória diferencial (DSC) e padrão de cristalinidade por difratometria de raios X (DRX). Houve alteração significativa na cristalinidade relativa, variando de 26,9 % a 32,7 %. O perfil de pasta obteve redução em todos os parâmetros de viscosidade e, no evento de gelatinização, foi observado um aumento de entalpia para todas as condições de HMT, chegando a 14,88 J/g (amostra nativa: 9,45 J/g), além de um alargamento do pico, sugerindo uma maior estabilidade frente ao aquecimento. Devido a esta característica, estudos sugerem aplicação do amido hidrotermicamente tratado em produtos enlatados e congelados. As amostras duplamente modificadas promoveram um encurtamento do evento de gelatinização e redução da entalpia, tendo como menor valor 4,1 J/g; tais resultados ocorreram devido a maior hidratação e menor inchamento do grânulo, o que sugere uma boa dispersibilidade, com possível aplicação em filmes biodegradáveis. / Taro (Colocasia esculenta L. Schott) is a tuber that possesses up to 80% of starchy material in its composition (dry basis) and the size of its granules ranges from 1 μm to 6 μm, while other fonts may have granules up to 100 μm. Native starches can present technological processing limitations, and thus, physical, chemical and biological modifications are performed to improve its application range. In this study, organic taro starch was modified by heat-moisture treatment (HMT), with different moisture levels (13, 19 and 25%) and different time intervals (45, 60 and 75 min). All treatments were performed at 120 °C followed by ultrasound (US) for dual modification. The US was applied for 30 min and 60% of amplitude, at a fixed frequency of 20 kHz, for all samples. The morphology of the native and modified samples where evaluated by scanning electron microscopy (SEM), the pasting properties by viscoamilography (RVA), the gelatinization event by differential scanning calorimeter (DSC) and cristallinity pattern by X-ray difratometry. The major differences where in the relative crystallinity that increased from 26.9% to 32.7%. Additionally, the pasting profile showed a decrease in all parameters. The gelatinization showed an enthalpy increase for all HMT-modified samples, up to 14.88 J/g (native sample: 9.45 J/g). Moreover, a peak broadening was observed, suggesting higher heating stability. Due to this, previous studies suggest that HMT starch can be used in canned and frozen food. The dual modified samples resulted in gelatinization shortening and had a decrease in enthalpy, reaching 4.1 J/g at the minimum. This is due to the higher hydration and lower swelling power of the granule, which indicates a good dispersibility. This gives the taro potential to be used in biodegradable films. Keywords: modified starch, ultrasound, heat-moisture treatment, non-convetional starch.

Soil moisture can be a determining factor in hydrological processes. However, the monitoring of soil water content is difficult to perform because of its spatio-temporal variability and because field measurements are expensive and time-consuming. Thus, the use of the Tank Model and also a moisture index derived from this model can be very useful in hydrological studies and in the management of natural disasters. In addition, the evaluation of this index in a distributed form in the river basin allows a more detailed analysis of the water content of the soil, considering its spatial variability. The objective of this study was to develop a distributed version of the Tank Model (D-Tank Model) to determine a soil moisture content (IUS), dividing the basin into cells with a resolution of 2 meters. The study area was the Araponga River basin (5.26 ha), located in the north of Santa Catarina, and with hydro-meteorological and tensiometric data available. In the study, data were used every 5 minutes of rainfall, evapotranspiration and flow, and soil water tension every 10 minutes, measured from March 2011 to December 2015. Initially the Tank Model was used, Aiming only at the rain-flow process of the basin for five short-duration events aiming at the calibration of the parameters, which were also used in the D-Tank Model cells. The validation of this transfer of parameters was done using the average of the parameters found in the calibration, applying it in two other short duration events. After validation, the water storage in the soil of each of the basin cells generated for the D-Tank Model was calculated. With the D-Tank Model, the IUS values were obtained, which were compared with the soil water tension values measured by the tensiometers. The individual storage values of the two reservoirs S1, and S2, were also compared with the water tension values. The comparison was made through the linear correlation coefficient, seeking negative correlations between the variables, which occurred in a satisfactory way, both between the IUS and the tension values, as well as the storage values of the reservoirs and the water tension values. The present work showed that IUS may be an applicable measure for soil moisture representation. / A umidade do solo pode ser um fator determinante nos processos hidrológicos. No entanto, o monitoramento do conteúdo de água no solo é difícil de ser realizado, devido à sua variabilidade espaço-temporal e porque as medições de campo são dispendiosas e demoradas. Assim, a utilização do Tank Model e também de um índice de umidade, derivado deste modelo, podem ser muito úteis nos estudos hidrológicos. Além disso, a avaliação desse índice de forma distribuída na bacia hidrográfica permite uma análise mais detalhada do conteúdo de água do solo, uma vez que considera a sua variabilidade espacial. O objetivo deste estudo foi desenvolver uma versão distribuída do Tank Model (D-Tank Model), para determinar um índice de umidade do solo (IUS), dividindo a bacia em células com resolução de 2 metros. A área de estudo foi a bacia hidrográfica do Rio Araponga (5,26 ha), localizada no norte de Santa Catarina, e com disponibilidade de dados hidro-meteorológicos e tensiométricos. No estudo foram utilizados dados a cada 5 minutos de precipitação, evapotranspiração e vazão, e de tensão de água no solo a cada 10 minutos, medidos no período de março de 2011 a dezembro de 2015. Inicialmente foi utilizado o Tank Model (concentrado), visando somente o processo chuva-vazão da bacia para cinco eventos de curta-duração visando a calibração dos parâmetros, que foram também utilizados nas células do D-Tank Model. A validação desta transferência de parâmetros se deu utilizando a média dos parâmetros encontrados na calibração, aplicando-a em outros dois eventos de curta duração. Após a validação, foi calculado o armazenamento de água no solo, de cada uma das células da bacia, geradas para o D-Tank Model. Com o D-Tank Model obteve-se os valores de IUS, que foram comparados com os valores de tensão da água no solo, medidos pelos tensiômetros. Os valores de armazenamento individuais dos dois reservatórios S1, e S2, também foram comparados com os valores de tensão. A comparação foi feita através do coeficiente de correlação linear, buscando correlações negativas entre as variáveis, o que ocorreu de forma satisfatória, tanto entre o IUS e os valores de tensão, como para os valores de armazenamento dos reservatórios e os valores de tensão da água no solo. O presente trabalho mostrou que o IUS pode ser uma medida aplicável para representação da umidade do solo.

Das várias proposições para a determinação da umidade do solo, a técnica da reflectometria no domínio do tempo (TDR) vem despertando bastante interesse, pois apresenta características desejáveis, como a mensuração em tempo real e a possibilidade de leituras automatizadas. Por outro lado, além do custo elevado dos equipamentos, este método ainda apresenta necessidade de calibração. O desempenho no campo também carece ser mais bem estudado. Com o objetivo de avaliar a performance de um equipamento de TDR com sondas segmentadas em condições de campo, utilizando como método de referência a tensiometria, foram conduzidos experimentos em dois períodos de anos consecutivos, com a coleta de valores da umidade do solo e da respectiva leitura do TDR, em 48 baterias compostas de uma haste de TDR de cinco segmentos e um tensiômetro para cada segmento, dispostas em uma transeção em um Latossolo Vermelho-amarelo no campus da ESALQ/USP em Piracicaba/SP. Embora trabalhosa, a tensiometria mostrou-se suficiente como método de referência para a umidade no campo, pois sua metodologia é bem estabelecida e seu funcionamento não influencia nem é influenciado pelo TDR. As umidades observadas, obtidas a partir do potencial matricial e das curvas de retenção, mostraram padrão de variação semelhante entre os dois períodos, ao contrário das leituras do TDR, que exibiram médias e amplitudes pouco correspondentes entre os pontos num período e noutro. A correlação entre a umidade e a leitura do TDR foi em geral bastante reduzida e quanto mais restrito o conjunto analisado, como por haste ou segmentos, melhores resultados foram obtidos. As curvas de calibração mostraram grande variabilidade entre segmentos, tanto para o coeficiente de determinação como para o padrão da resposta, expresso pelo coeficiente angular das retas. Ajustes efetuados com os dados agrupados por haste ou por camada exibiram aumento da dispersão e forte diminuição do coeficiente de determinação. As retas de calibração também exibiram padrões diferenciados entre os períodos e ajustes com os dados dos dois conjuntos mostraram-se em geral ruins. Não foi possível identificar nenhum padrão para as variações da calibração ao longo da transeção, para algumas camadas houve indícios de dependência espacial, mas nenhuma relação definida com os atributos físicos determinados foi encontrada. Os resultados deste trabalho vêm complementar outros estudos reportados na literatura, mostrando que a aplicabilidade deste modelo de TDR segmentado é praticamente inviável, pois as variações da resposta do TDR são muito grandes entre as várias hastes ou mesmo entre segmentos de uma mesma haste, ou ainda entre os dois períodos. O trabalho também mostra a importância de estudos no campo para a validação de novos métodos ou equipamentos de determinação da umidade do solo. / Among many methods to assess soil water content, time domain reflectometry (TDR) is of recent interest due to its many desirable features as real-time method allowing automation. On the other hand, the equipment is expensive and needs calibration. More studies about its field performance are also required. With the objective of evaluating a TDR device with multilevel probes at field conditions, using tensiometry as reference method for soil water content, two experiments were conducted in consecutives years, by collecting values of soil water content and the respective TDR response in 48 batteries, that were made up of a TDR probe with 5 segments and a tensiometer for each segment, installed in a Red-yellow Oxisol (Hapludox) at the ESALQ/USP campus in Piracicaba/SP - Brasil. Although laborious, tensiometry showed to be a good reference to assess soil water content, because its methodology is well established and its functioning does not influence nor is influenced by the TDR. Soil water content obtained by matric potential and retention curves showed similar patterns in both periods, contrasting with TDR response that did not exhibit correspondence for average or range of measures between periods. The correlation between soil water content and TDR response was in general very small, and smaller data sets, per probes or per segment, showed better correlations. The calibration curves showed much variability among segments, both for the determination indexes and the response pattern. Data fitting per probe or level showed increased dispersion and strong reduction for determination indexes. Calibration also showed different patterns between periods and fitting with data from both periods were in general bad. It was not possible to identify tendencies for variations of calibration along the transect, nor correlation with offer soil attributes. These results complement other studies reported in the literature, showing that this type of probe is hard to be used, due the high variations among probes or even among segments of one probe, besides of variations in time. The importance of field studies for validation of new methods or devices for soil water content measurements are also presented.

Ce travail de recherche vise à caractériser les propriétés hydrodynamiques des sols des Cévennes, une zone de moyenne montagne du sud de la France connue pour être sujette à des crues à cinétique rapide, appelées « crues éclair ». Il s'agit donc de déterminer les paramètres relatifs à la conductivité hydraulique et à la rétention en eau du modèle de Mualem-van Genuchten, leur variabilité spatiale à l'échelle du versant ou du petit bassin, et les facteurs qui expliquent cette variabilité spatiale. Il s'agit également d'évaluer la perméabilité du sous-sol constitué d'une roche plus ou moins altérée, et d'en déduire des informations sur les processus de saturation des sols pouvant être à l'origine de ruissellement.Les propriétés hydrodynamiques des sols et du sous-sol ont été estimées par modélisation inverse de la teneur en eau sols, à partir d'une station pilote sur le site de Sumène et d'un réseau de 50 stations de mesure répartis sur 4 versants granitiques (site de Valescure) et 2 versants schisteux (site de Tourgueille). La station pilote comprend 3 sondes de mesure installées à 20, 40, 60 cm de profondeur, et les stations installées sur les versants comprennent chacune 2 sondes de mesure installées à des profondeurs variables allant de 15 à 45 cm. Les teneurs en eau du sol ainsi que les précipitations ont été mesurées en continu au pas de temps 15 min sur les différents sites. La procédure de modélisation inverse est basée sur l'algorithme génétique multi-objectif NSGA-II. Cette procédure a été appliquée pour chaque station, en considérant que le sol d'épaisseur variable constitué de la superposition de 2 horizons, surmontant un troisième horizon figurant la roche altérée sous-jacente. Au total, quinze paramètres doivent être calibrés pour chaque station, et sont estimés à partir de périodes sélectionnées correspondant aux épisodes de pluie les plus importants. Les processus d'évapotranspiration ont été considérés comme négligeables au cours de ces épisodes. L'analyse des propriétés de rétention et de conductivité obtenues a mis en évidence la très forte conductivité hydraulique des sols étudiés, de l'ordre de 1000 à 2000 mm/h, et leur faible rétention en eau. Les teneurs en eau à saturation estimées s'échelonnent de 0.30 à 0.60 cm3.cm-3, traduisant une grande hétérogénéité locale. On retrouve cette forte variabilité pour l'estimation des profondeurs de sol qui varient de 31 à 120 cm. Pour l'horizon représentant le sous-sol, les perméabilités sont très contrastées, avec des valeurs de conductivités hydrauliques variant de quelques unités à plus d'une centaine de mm/h. Les stations présentant les sols les moins profondes et des sous-sols moins perméables génèrent des zones saturées qui se développent à la base du profil de sol, comme ça a été observé et simulé lors des épisodes pluvieux les plus intenses. Si les propriétés des sols apparaissent très variables d'une station à une autre et d'un versant à un autre, les résultats n'ont pas montré d'organisation particulière de cette variabilité spatiale. La position de la station sur le versant n'apparaît pas être déterminante pour les porosités, les profondeurs, les perméabilités et les rétentions en eau des sols ; les distributions de ces propriétés, calculées à l'échelle des différents versants, ne semblent pas reliées aux grands traits du paysage : géologie, orientation, végétation. / This research work aims to characterize soil hydrodynamic properties of the Cévennes area, a low mountain region known to be prone to flash floods. We thus chose to estimate hydraulic conductivity and water retention properties of the Mualem –van Genuchten model and their spatial variability at the hillslope scale and between multiple hillslope profiles. The objectives are also to evaluate the weathered bedrock permeability, and consequently to enhance our understanding of the soil saturation processes.The soil and bedrock hydrodynamic properties were estimated by inverse modelling of soil moisture from a pilot station and a network of 50 stations distributed on 4 granitic hillslope and 2 schist hillslope. The pilot station was instrumented with 3 soil moisture sensors located at 20, 40 and 60 cm deep whereas the hillslope stations were instrumented with 2 soil moisture sensors located variably from 15 to 45 cm deep. Both soil moisture and precipitation were recorded with a 15 min time step for every station. The inverse modelling procedure is based on the multi-objective genetic algorithm NSGA-II. This procedure was used for every station considering a variably deep soil composed by 2 layers surmounting a 100 cm deep third layer representing the weathered bedrock. Fifteen parameters were calibrated for every station, and were estimated from small selected rainfall periods of 1 to 15 days corresponding to the major rainfall events during the monitoring period. Evapotranspiration has been considered as negligible during those events. The analysis of those retention and conductivity properties shows a very important hydraulic conductivity for the studied soils, ranging from 1000 to 2000 mm/h, and their low retention capacity. The soil saturated water content varies from 0.30 to 0.60 cm3.cm-3, which is a consequence of the important soil heterogeneity at the hillslope scale. We also find that heterogeneity on the estimation of soil depth which varies from 31 to 120 cm. For the weathered bedrock layer, we also found contrasted permeability varying from a few units to a hundred of mm/h. Stations with the shallowest soils and the less permeable bedrock presenting a saturation process at the soil/bedrock contact, as monitored and simulated during the most intense rainfalls. If the estimated soil hydrodynamic properties exhibit important variations at the hillslope scale from a station to another, results showed no specific spatial organization of this variability. The station's position on the hillslope is not decisive to estimate saturated soil moisture, soil depth, soil permeability or water retention capacity. The distribution of those properties, calculated for the 6 studied hillslope is not either correlated to the landscape general characteristic: geology, orientation, land cover.

Resumo: É essencial conhecer o comportamento fisiológico das sementes, para que se possa definir a técnica apropriada para o armazenamento seguro. Contudo, um dos principais problemas é a falta de informações precisas sobre esse assunto, para muitas espécies florestais nativas do Brasil. O teor de água das sementes e a temperatura do ambiente de armazenamento são fatores decisivos para a conservação da qualidade fisiológica das sementes. Este trabalho teve como objetivo geral estudar a possibilidade de conservar as sementes de Cariniana legalis a longo prazo, com vistas ao armazenamento em bancos de germoplasma. Os objetivos específicos foram: (a) estudar a tolerância das sementes à desidratação e hidratação com o uso de soluções salinas saturadas; (b) classificar o comportamento fisiológico das sementes em relação ao armazenamento e (c) avaliar a qualidade fisiológica das sementes armazenadas com diferentes teores de água durante 360 dias em freezer (-20°C) e em nitrogênio líquido (-196°C). Concluiu-se que (a) a construção da isoterma de sorção com soluções salinas saturadas foi eficiente para determinar diferentes teores de água de equilíbrio; (b) as sementes toleram a desidratação e suportam temperaturas inferiores a zero, apresentando comportamento ortodoxo; (c) o teor de água mais adequado para o armazenamento das sementes no freezer e no nitrogênio líquido foi de 3,7%; (d) as sementes armazenadas com esse teor de água se conservaram melhor no nitrogênio líquido; (e) a criopreservação das sementes desidratadas evidenciou a possibilidade de armazenar a longo prazo as sementes de C. legalis em bancos de germoplasma. / Abstract: The understanding of the physiological behavior of seeds is essential to define the appropriated safe storage technique. However, one of the main problems, for many Brazilian native forest species, is the lack of accurate information about this issue. The seeds moisture content and storage temperature are crucial factors for the preservation of the physiological quality of the seeds. The general objective of the present work was to study the possibility of a long term conservation of Cariniana legalis (Mart.) O. Kuntze seeds, in a germplasm bank. The specific objectives were: (a) study the seeds tolerance to dehydration and hydration using saturated saline solutions; (b) classify the physiological behavior of the seeds regarding the storage and (c) evaluate the physiological quality of the seeds with different moisture contents for 360 days in freezer (-20ºC) and liquid nitrogen (-196ºC). The results showed that (a) the construction of the isotherm sorption with saturated saline solutions was efficient to determine different levels of water balance; (b) seeds tolerate dehydration and negative temperature, presenting an orthodox behavior; (c) the most suitable moisture content for seed storage in freezer and liquid nitrogen was of 3,7% (d) the seeds stored with this moisture content were better preserved in liquid nitrogen; (e) the cryopreservation of C. legalis dried seeds showed the possibility of long-term storage in germplasm banks. / Orientador: Antonio Carlos de Souza Medeiros / Coorientador: Ivor Bergemann de Aguiar / Banca: Antonio Carlos Nogueira / Banca: Claudio José Barbedo / Banca: Rinaldo Cesar de Paula / Banca: Teresinha de Jesus Deléo Rodrigues / Doutor

Casos reportados de buva com resistência ao glyphosate têm aumentado, ano após ano, a importância dessa planta daninha no cenário agrícola brasileiro. Com o intuito de entender alguns aspectos de sua biologia que resultem em manejo mais adequado, os objetivos deste trabalho foram: (i) identificar os períodos do ano em que ocorrem os maiores fluxos de emergência da buva e analisar seu crescimento e desenvolvimento em dois ambientes agrícolas distintos; (ii) avaliar os efeitos da cobertura vegetal e umidade em sua germinação e emergência; (iii) construir curvas de dose-resposta de um biótipo de Conyza bonariensis resistente ao glyphosate para herbicidas alternativos e (iv) avaliar as opções de manejo químico desse biótipo após o corte e rebrota. Para esses objetivos, experimentos foram conduzidos em campo e casa-de-vegetação nos municípios de Santa Cruz das Palmeiras, SP (SCP) e Não-Me-Toque, RS (NMT), entre maio de 2010 a maio de 2012. Em condições de campo, observou-se em SCP que a emergência da buva ocorre de forma escalonada, sendo mais concentrada no final do verão e início da primavera e a precipitação e a presença de pouca cobertura vegetal no solo parecem exercer mais influência que a temperatura. Em NMT, o fluxo de emergência é mais concentrado no inverno, em que a precipitação não é fator limitante, sendo a germinação e emergência favorecidas por temperaturas mais baixas. Nos dois locais, plantas que germinam na época mais fria do ano (julho) apresentam desenvolvimento inicial mais lento, com acúmulo de biomassa mais intenso e concentrado em torno dos 90-104 dias após a semeadura (DAS); plantas que germinam na primavera (setembro) também apresentam desenvolvimento inicial lento, porém seu crescimento é mais distribuído ao longo do tempo, com os picos de acúmulo aos 80-90 DAS. Em condições de casa-de-vegetação, a disponibilidade hídrica do solo foi mais importante para a emergência de plântulas de buva que a quantidade de cobertura vegetal (palha). Em solo úmido, menores quantidades de palha favorecem a emergência da buva em relação ao solo descoberto. Quantidades maiores de palha promovem supressão de sua emergência. A resistência ao glyphosate foi confirmada para o biótipo de C. bonariensis, coletado em SCP (biótipo B2) e a eficiência dos herbicidas alternativos foi diferente em função dos estádios de desenvolvimento desse biótipo no momento da aplicação. Os herbicidas metsulfuron, diclosulam, 2,4-D, dicamba, atrazine, glufosinate e paraquat foram os mais consistentes no controle do biótipo resistente, sendo que, no estádio mais avançado, a associação com glyphosate agregou no controle para metsulfuron, diclosulam e 2,4-D. Após o corte, controle mais eficiente da rebrota (biótipo B2) foi obtido quando a aplicação ocorreu no mesmo dia do corte que 7 dias depois e os tratamentos mais eficientes nas duas situações foram glyphosate + diclosulam, glyphosate + 2,4-D e 2,4-D. A associação de glyphosate aos tratamentos incrementou o controle da rebrota independentemente da época de aplicação. / Reported cases of glyphosate resistant hairy fleabane have increased its im-portance in Brazilian agricultural. To understand the key principles to effective man-agement, the objectives of this research were to: (i) analyze hairy fleabane growth and development patterns in two different agricultural environments during peak emergence, (ii) evaluate the effects of stover and soil moisture on seedling emer-gence, (iii) obtain dose-response curves for alternative herbicides in a Conyza bonariensis glyphosate-resistant biotype and (iv) evaluate chemical control options for this biotype after cutting and regrowth. For these objectives, experiments in the field and greenhouse were conducted in Santa Cruz das Palmeiras, Sao Paulo State (SCP) and Nao-Me-Toque, Rio Grande do Sul State (NMT), during May, 2010 to May, 2012. At SCP, the germination and emergence of hairy fleabane occurred cycli-cally, peaking more in late summer and early spring and influenced by increased rainfall. In addition, the presence of little crop residue or stover in the ground seemed to exert more influence than temperature. At NMT, emergence was more concen-trated during the winter, when precipitation is not a limiting factor. Germination and emergence were favored by lower temperatures. For both sites, plants that germinat-ed in the coldest season of the year (July) showed slower initial development, with a more intensive biomass accumulation and peaked around 90-104 days after planting. Plants that germinated in the spring (September) also showed slower initial develop-ment, but their growth was more evenly distributed over time, and peaked about 80-90 days after planting. In greenhouse conditions, soil water content was more im-portant for influencing seedling emergence of hairy fleabane than the amount of stover and the highest emergence was observed in moist soil. In the presence of moisture, lower amounts of stover increased seedling emergence of hairy fleabane compared to bare soil. The presence of large quantities of stover on the soil surface resulted in emergence suppression. Glyphosate resistance in Conyza bonariensis, biotype B2, was confirmed by dose-response curves with susceptible biotype. The efficacy of alternative herbicides was different depending on the stage of the resistant biotype at application timing. The herbicides metsulfuron, diclosulam, 2,4-D, dicamba, atrazine, glufosinate and paraquat were the most effective in controlling the resistant biotype. In later stages the association with glyphosate resulted in a better control with metsulfuron, diclosulam and 2,4-D. More efficient control of hairy flea-bane regrowth (biotype B2) was observed when herbicides were applied on the same day that the plants were cut than when applied 7 days after cutting. The most effec-tive herbicide treatments in both situations were glyphosate + diclosulam, glyphosate + 2,4-D, and 2,4-D alone. The association of glyphosate in the herbicide treatments increased control of hairy fleabane regrowth regardless of application timing.

O fósforo (P) é um elemento finito e essencial à produção agrícola. A pequena disponibilidade do nutriente em solos tropicais é atribuída ao baixo teor e a forte interação com óxidos e minerais de argila, o que reduz a fração solúvel. Em razão do não revolvimento do solo em plantio direto, a adubação fosfatada pode ser feita no sulco de semeadura ou aplicado a lanço, na superfície do solo. Muitos produtores optaram pela adubação de P a lanço, em razão do menor custo operacional, graças ao aumento do rendimento das operações mecanizadas como a semeadura. O uso dessa prática cresceu nos últimos anos, sem que se saiba o comportamento das plantas. Há relatos de acúmulo de P nos primeiros 5 cm da camada superficial, devido aos vários anos de aplicação a lanço, o que prejudicará o rendimento, quando a distribuição da precipitação pluvial for irregular e/ou o nutriente estiver escasso no perfil do solo. Com isso, o produtor poderá decidir-se pelo retorno ao sistema de preparo convencional do solo, o que representaria um retrocesso, pela perda das vantagens do plantio direto, um sistema que preserva os recursos naturais como o solo e a água. Esta pesquisa foi realizada com o objetivo de compreender a resposta do milho e da soja, em razão da localização do P e da umidade do solo. A localização do fósforo, sob precipitação pluvial suficiente e teor adequado do nutriente no solo, não influenciou a eficiência agronômica de uso, translocação e produção de grãos, e a produtividade do milho. A localização do fósforo em profundidade beneficiou o crescimento da soja, sem influência na concentração desse nutriente na planta. / Phosphorus (P) is a finite and essential element to agricultural production. The low nutrient availability in tropical soils is attributed to its low content and strong interaction with oxides and clay minerals, which reduces the soluble portion. Due the no tillage system, without soil disturbance, the phosphorus can be placed in the row sowing or by broadcast placement to soil surface. Many producers chose by P broadcast placement, due to lower operational costs by increasing the efficiency of mechanized operations as sowing. This practice has grown in recent years, however, it isn\'t known much about plants response. There are reports of P accumulation in the first 5 cm depth at soil surface, due to many years of broadcast placement, which can jeopardize the yield when rainfall distribution is irregular and/or the nutrients content at soil profile is scarce. Thus, the farmers will be able to decide to return to the conventional system which would represent a setback, because would lose the no till advantages, a cropping system that saves natural resources as soil and water.This research was conducted in order to understand the response of corn and soybeans, due to the P placement and soil moisture. The P placement, under sufficient rainfall and adequate content in the soil didn\'t influence the agronomic efficiency of use, translocation and grain production, and yield of maize. The deep band P placement benefited soybean growth, without without influence to its plant nutrient content.

Das várias proposições para a determinação da umidade do solo, a técnica da reflectometria no domínio do tempo (TDR) vem despertando bastante interesse, pois apresenta características desejáveis, como a mensuração em tempo real e a possibilidade de leituras automatizadas. Por outro lado, além do custo elevado dos equipamentos, este método ainda apresenta necessidade de calibração. O desempenho no campo também carece ser mais bem estudado. Com o objetivo de avaliar a performance de um equipamento de TDR com sondas segmentadas em condições de campo, utilizando como método de referência a tensiometria, foram conduzidos experimentos em dois períodos de anos consecutivos, com a coleta de valores da umidade do solo e da respectiva leitura do TDR, em 48 baterias compostas de uma haste de TDR de cinco segmentos e um tensiômetro para cada segmento, dispostas em uma transeção em um Latossolo Vermelho-amarelo no campus da ESALQ/USP em Piracicaba/SP. Embora trabalhosa, a tensiometria mostrou-se suficiente como método de referência para a umidade no campo, pois sua metodologia é bem estabelecida e seu funcionamento não influencia nem é influenciado pelo TDR. As umidades observadas, obtidas a partir do potencial matricial e das curvas de retenção, mostraram padrão de variação semelhante entre os dois períodos, ao contrário das leituras do TDR, que exibiram médias e amplitudes pouco correspondentes entre os pontos num período e noutro. A correlação entre a umidade e a leitura do TDR foi em geral bastante reduzida e quanto mais restrito o conjunto analisado, como por haste ou segmentos, melhores resultados foram obtidos. As curvas de calibração mostraram grande variabilidade entre segmentos, tanto para o coeficiente de determinação como para o padrão da resposta, expresso pelo coeficiente angular das retas. Ajustes efetuados com os dados agrupados por haste ou por camada exibiram aumento da dispersão e forte diminuição do coeficiente de determinação. As retas de calibração também exibiram padrões diferenciados entre os períodos e ajustes com os dados dos dois conjuntos mostraram-se em geral ruins. Não foi possível identificar nenhum padrão para as variações da calibração ao longo da transeção, para algumas camadas houve indícios de dependência espacial, mas nenhuma relação definida com os atributos físicos determinados foi encontrada. Os resultados deste trabalho vêm complementar outros estudos reportados na literatura, mostrando que a aplicabilidade deste modelo de TDR segmentado é praticamente inviável, pois as variações da resposta do TDR são muito grandes entre as várias hastes ou mesmo entre segmentos de uma mesma haste, ou ainda entre os dois períodos. O trabalho também mostra a importância de estudos no campo para a validação de novos métodos ou equipamentos de determinação da umidade do solo. / Among many methods to assess soil water content, time domain reflectometry (TDR) is of recent interest due to its many desirable features as real-time method allowing automation. On the other hand, the equipment is expensive and needs calibration. More studies about its field performance are also required. With the objective of evaluating a TDR device with multilevel probes at field conditions, using tensiometry as reference method for soil water content, two experiments were conducted in consecutives years, by collecting values of soil water content and the respective TDR response in 48 batteries, that were made up of a TDR probe with 5 segments and a tensiometer for each segment, installed in a Red-yellow Oxisol (Hapludox) at the ESALQ/USP campus in Piracicaba/SP - Brasil. Although laborious, tensiometry showed to be a good reference to assess soil water content, because its methodology is well established and its functioning does not influence nor is influenced by the TDR. Soil water content obtained by matric potential and retention curves showed similar patterns in both periods, contrasting with TDR response that did not exhibit correspondence for average or range of measures between periods. The correlation between soil water content and TDR response was in general very small, and smaller data sets, per probes or per segment, showed better correlations. The calibration curves showed much variability among segments, both for the determination indexes and the response pattern. Data fitting per probe or level showed increased dispersion and strong reduction for determination indexes. Calibration also showed different patterns between periods and fitting with data from both periods were in general bad. It was not possible to identify tendencies for variations of calibration along the transect, nor correlation with offer soil attributes. These results complement other studies reported in the literature, showing that this type of probe is hard to be used, due the high variations among probes or even among segments of one probe, besides of variations in time. The importance of field studies for validation of new methods or devices for soil water content measurements are also presented.