O arroz irrigado está entre os principais cereais produzidos no mundo. Determinar a evapotranspiração (ET) para as grandes áreas de arroz irrigado é um desafio devido a pouca disponibilidade de dados. Diversos Modelos de ET vêm sendo desenvolvidos com a intenção de monitorar áreas agrícolas, porém poucos estudos experimentais são realizados sobre áreas de arroz irrigado. Este trabalho tem como objetivo geral estimar a ET sobre cultivos de arroz irrigado através de um modelo que utiliza informações meteorológicas in situ (Priestley-Taylor) e outro remoto (MOD16). O Priestley-Taylor (PT) é um modelo de ET que utiliza informações de temperatura do ar e componentes relacionadas ao balanço de energia, juntamente com um parâmetro adimensional α. O modelo MOD16 foi criado para monitorar a ET em grandes áreas, utilizando informações meteorológicas de um banco de dados de reanálise juntamente com dados remotos. Ambos os métodos não apresentam calibração e validação sobre áreas de arroz irrigado no Sul do Brasil. Neste trabalho validamos estes dois modelos a partir de dois sítios experimentais com medidas de ET através da técnica de Eddy Covariance. Os resultados encontrados nesta pesquisa mostraram-se satisfatórios quando comparado o método PT com dados experimentais, recomendando-se a utilização de 1,22 do parâmetro α. A simplificação no método PT realizada a partir das componentes do balanço de energia, com substituição pela variável de radiação global através de uma regressão linear, mostrou-se válida apresentando erros poucos expressivos, e com valor de 1,18 para parâmetro α. Já o modelo de ET MOD16 mostrou-se pouco preciso sobre as áreas de arroz irrigado. A validação de ET MOD16 foi realizada sobre uma área de 3 x 3 km e pixel central, resultando em menor subestimativa do modelo para o pixel central em relação aos dados de Eddy Covariance. Além disso, a correlação foi realizada em função das variáveis ambientais, encontrando maior correlação do dado experimental com as componentes do balando de energia, enquanto o MOD16 apresentou maior correlação com a temperatura do ar. Por fim, sugerem-se melhorias na parametrização da energia disponível no modelo de ET MOD16. Além disso, a aplicação do método simplificado de PT é indicada sobre áreas de arroz irrigado. / Irrigated rice is among principal produced cereals in the world. Determining the evapotranspiration (ET) for large areas of irrigated rice is a challenge task, due to poor data availability. Several ET models have been developed with the intention of monitoring agricultural areas, however few experimental studies are accomplished on areas of irrigated rice. This study aims to estimate ET on irrigated rice crops using a model which employs meteorological information in situ (Priestley-Taylor) and one remote (MOD16). Priestley-Taylor (PT) is a model of ET that uses air temperature and related components to the energy balance as information and a dimensionless parameter α. The MOD16 model was designed to monitor ET in large areas using meteorological information obtained from the reanalysis database together with remote data. Both methods do not present calibration and validation on areas of irrigated rice in Southern Brazil. In this work we validate these two models from two experimental sites with ET measurements employing the Eddy Covariance technique. The results found in this research was satisfactory when compared to the PT method with experimental data. It was suggested 1.22 for the α parameter. The simplification in the PT method performed from the components of the energy balance, with substitution for the global radiation variable using a linear regression. It was validated with few expressive errors, with a value of 1.18 for α parameter. On the other hand, the MOD16 model did not showed good accuracy on the areas of irrigated rice. The validation of ET MOD16 was performed over an area of 3 x 3 km and central pixel, resulting in a small underestimation of the model for the central pixel in relation to Eddy Covariance data. In addition, was performed the correlation in function of the environmental variables, finding a higher correlation of the experimental data with the components of the energy balance, while the MOD16 showed a high correlation with the air temperature. Finally, it was suggested improvements in the parameterization of the available energy in the model of ET MOD16, and to indicate the application of the simplified method of PT on the areas with irrigated rice.

O arroz irrigado está entre os principais cereais produzidos no mundo. Determinar a evapotranspiração (ET) para as grandes áreas de arroz irrigado é um desafio devido a pouca disponibilidade de dados. Diversos Modelos de ET vêm sendo desenvolvidos com a intenção de monitorar áreas agrícolas, porém poucos estudos experimentais são realizados sobre áreas de arroz irrigado. Este trabalho tem como objetivo geral estimar a ET sobre cultivos de arroz irrigado através de um modelo que utiliza informações meteorológicas in situ (Priestley-Taylor) e outro remoto (MOD16). O Priestley-Taylor (PT) é um modelo de ET que utiliza informações de temperatura do ar e componentes relacionadas ao balanço de energia, juntamente com um parâmetro adimensional α. O modelo MOD16 foi criado para monitorar a ET em grandes áreas, utilizando informações meteorológicas de um banco de dados de reanálise juntamente com dados remotos. Ambos os métodos não apresentam calibração e validação sobre áreas de arroz irrigado no Sul do Brasil. Neste trabalho validamos estes dois modelos a partir de dois sítios experimentais com medidas de ET através da técnica de Eddy Covariance. Os resultados encontrados nesta pesquisa mostraram-se satisfatórios quando comparado o método PT com dados experimentais, recomendando-se a utilização de 1,22 do parâmetro α. A simplificação no método PT realizada a partir das componentes do balanço de energia, com substituição pela variável de radiação global através de uma regressão linear, mostrou-se válida apresentando erros poucos expressivos, e com valor de 1,18 para parâmetro α. Já o modelo de ET MOD16 mostrou-se pouco preciso sobre as áreas de arroz irrigado. A validação de ET MOD16 foi realizada sobre uma área de 3 x 3 km e pixel central, resultando em menor subestimativa do modelo para o pixel central em relação aos dados de Eddy Covariance. Além disso, a correlação foi realizada em função das variáveis ambientais, encontrando maior correlação do dado experimental com as componentes do balando de energia, enquanto o MOD16 apresentou maior correlação com a temperatura do ar. Por fim, sugerem-se melhorias na parametrização da energia disponível no modelo de ET MOD16. Além disso, a aplicação do método simplificado de PT é indicada sobre áreas de arroz irrigado. / Irrigated rice is among principal produced cereals in the world. Determining the evapotranspiration (ET) for large areas of irrigated rice is a challenge task, due to poor data availability. Several ET models have been developed with the intention of monitoring agricultural areas, however few experimental studies are accomplished on areas of irrigated rice. This study aims to estimate ET on irrigated rice crops using a model which employs meteorological information in situ (Priestley-Taylor) and one remote (MOD16). Priestley-Taylor (PT) is a model of ET that uses air temperature and related components to the energy balance as information and a dimensionless parameter α. The MOD16 model was designed to monitor ET in large areas using meteorological information obtained from the reanalysis database together with remote data. Both methods do not present calibration and validation on areas of irrigated rice in Southern Brazil. In this work we validate these two models from two experimental sites with ET measurements employing the Eddy Covariance technique. The results found in this research was satisfactory when compared to the PT method with experimental data. It was suggested 1.22 for the α parameter. The simplification in the PT method performed from the components of the energy balance, with substitution for the global radiation variable using a linear regression. It was validated with few expressive errors, with a value of 1.18 for α parameter. On the other hand, the MOD16 model did not showed good accuracy on the areas of irrigated rice. The validation of ET MOD16 was performed over an area of 3 x 3 km and central pixel, resulting in a small underestimation of the model for the central pixel in relation to Eddy Covariance data. In addition, was performed the correlation in function of the environmental variables, finding a higher correlation of the experimental data with the components of the energy balance, while the MOD16 showed a high correlation with the air temperature. Finally, it was suggested improvements in the parameterization of the available energy in the model of ET MOD16, and to indicate the application of the simplified method of PT on the areas with irrigated rice.

O arroz irrigado está entre os principais cereais produzidos no mundo. Determinar a evapotranspiração (ET) para as grandes áreas de arroz irrigado é um desafio devido a pouca disponibilidade de dados. Diversos Modelos de ET vêm sendo desenvolvidos com a intenção de monitorar áreas agrícolas, porém poucos estudos experimentais são realizados sobre áreas de arroz irrigado. Este trabalho tem como objetivo geral estimar a ET sobre cultivos de arroz irrigado através de um modelo que utiliza informações meteorológicas in situ (Priestley-Taylor) e outro remoto (MOD16). O Priestley-Taylor (PT) é um modelo de ET que utiliza informações de temperatura do ar e componentes relacionadas ao balanço de energia, juntamente com um parâmetro adimensional α. O modelo MOD16 foi criado para monitorar a ET em grandes áreas, utilizando informações meteorológicas de um banco de dados de reanálise juntamente com dados remotos. Ambos os métodos não apresentam calibração e validação sobre áreas de arroz irrigado no Sul do Brasil. Neste trabalho validamos estes dois modelos a partir de dois sítios experimentais com medidas de ET através da técnica de Eddy Covariance. Os resultados encontrados nesta pesquisa mostraram-se satisfatórios quando comparado o método PT com dados experimentais, recomendando-se a utilização de 1,22 do parâmetro α. A simplificação no método PT realizada a partir das componentes do balanço de energia, com substituição pela variável de radiação global através de uma regressão linear, mostrou-se válida apresentando erros poucos expressivos, e com valor de 1,18 para parâmetro α. Já o modelo de ET MOD16 mostrou-se pouco preciso sobre as áreas de arroz irrigado. A validação de ET MOD16 foi realizada sobre uma área de 3 x 3 km e pixel central, resultando em menor subestimativa do modelo para o pixel central em relação aos dados de Eddy Covariance. Além disso, a correlação foi realizada em função das variáveis ambientais, encontrando maior correlação do dado experimental com as componentes do balando de energia, enquanto o MOD16 apresentou maior correlação com a temperatura do ar. Por fim, sugerem-se melhorias na parametrização da energia disponível no modelo de ET MOD16. Além disso, a aplicação do método simplificado de PT é indicada sobre áreas de arroz irrigado. / Irrigated rice is among principal produced cereals in the world. Determining the evapotranspiration (ET) for large areas of irrigated rice is a challenge task, due to poor data availability. Several ET models have been developed with the intention of monitoring agricultural areas, however few experimental studies are accomplished on areas of irrigated rice. This study aims to estimate ET on irrigated rice crops using a model which employs meteorological information in situ (Priestley-Taylor) and one remote (MOD16). Priestley-Taylor (PT) is a model of ET that uses air temperature and related components to the energy balance as information and a dimensionless parameter α. The MOD16 model was designed to monitor ET in large areas using meteorological information obtained from the reanalysis database together with remote data. Both methods do not present calibration and validation on areas of irrigated rice in Southern Brazil. In this work we validate these two models from two experimental sites with ET measurements employing the Eddy Covariance technique. The results found in this research was satisfactory when compared to the PT method with experimental data. It was suggested 1.22 for the α parameter. The simplification in the PT method performed from the components of the energy balance, with substitution for the global radiation variable using a linear regression. It was validated with few expressive errors, with a value of 1.18 for α parameter. On the other hand, the MOD16 model did not showed good accuracy on the areas of irrigated rice. The validation of ET MOD16 was performed over an area of 3 x 3 km and central pixel, resulting in a small underestimation of the model for the central pixel in relation to Eddy Covariance data. In addition, was performed the correlation in function of the environmental variables, finding a higher correlation of the experimental data with the components of the energy balance, while the MOD16 showed a high correlation with the air temperature. Finally, it was suggested improvements in the parameterization of the available energy in the model of ET MOD16, and to indicate the application of the simplified method of PT on the areas with irrigated rice.

Submitted by William Justo Figueiro (williamjf) on 2015-07-06T23:27:47Z No. of bitstreams: 1 09a.pdf: 771261 bytes, checksum: c8d36f36fd0e9b6396c5bad8e1ea3681 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-06T23:27:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 09a.pdf: 771261 bytes, checksum: c8d36f36fd0e9b6396c5bad8e1ea3681 (MD5) Previous issue date: 2014 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / UNISINOS - Universidade do Vale do Rio dos Sinos / Microrganismos vivendo no interior dos tecidos das plantas sem causar efeitos prejudiciais visíveis de sua presença são chamados endofíticos. As bactérias endofíticas podem promover o crescimento das plantas de várias maneiras: através da secreção de reguladores de crescimento vegetal, pela solubilização de fosfato, entre outras. Na busca de práticas agrícolas ambientalmente sustentáveis, tem sido dada considerável atenção à fixação biológica de nitrogênio atmosférico. Assim, o objetivo do presente estudo foi avaliar, através de métodos dependentes de cultivo, a ocorrência de bactérias endofíticas em colmos e folhas de duas amostras das variedades “RG 121” e “RG 900” de arroz irrigado, num sistema de cultivo convencional. Foram coletadas plantas de arroz de duas variedades na Estação Experimental do Arroz, do Instituto Rio Grandense do Arroz (EEA-IRGA), Cachoeirinha/RS, no ano agrícola 2012/2013. As plantas coletadas em campo foram submetidas à desinfecção superficial, seguida do isolamento e cultivo das bactérias endofíticas em meios de cultura semi-sólidos, livres de nitrogênio: NFb (Azospirillum brasilense/A. lipoferum), JNFb (Herbaspirillum seropedicae/H. rubrisubalbicans) e LGI-P (Gluconacetobacter diazotrophicus). Ao final desses procedimentos, foram obtidos 190 isolados bacterianos, os quais agruparam-se, de acordo com suas características fenotípicas, em 29 morfotipos. A partir disso, o padrão de distribuição dos morfotipos entre oito condições foi avaliado por Análise de Correspondência Destendenciada (DCA). As oito condições foram: C1 = amostra (planta) 1, variedade “RG 121”, colmos; C2 = amostra 1, variedade “RG 121”, folhas; C3 = amostra 1, variedade “RG 900”, colmos; C4 = amostra 1, variedade “RG 900”, folhas; C5 = amostra (planta) 2, variedade “RG 121”, colmos; C6 = amostra 2, variedade “RG 121”, folhas; C7 = amostra 2, variedade “RG 900”, colmos; C8 = amostra 2, variedade “RG 900”, folhas. Os dois primeiros eixos da DCA explicaram 28,5 % da variância total do conjunto de dados - 23,9 % de explicação somente pelo eixo 1. Ainda, foi realizada uma Análise de Componentes Principais (PCA) na tentativa de estabelecer quais morfotipos melhor explicam as diferenças observadas entre as condições. Deste modo, os eixos 1 e 2 da PCA tiveram uma proporção de explicação acumulada correspondente a 45,61 %, sendo o eixo 1 responsável por 25,91 % destes. Por fim, em função do número de isolados obtidos por grupo fenotípico, pôde-se calcular o índice de diversidade de Shannon-Weaver (H’), que relaciona a riqueza e uniformidade de espécies (morfotipos) para cada área (condição) em estudo. Estes foram testados par-a-par pelos métodos de bootstrapping e permutação quanto a possíveis diferenças significativas. De modo que valores de H’ estatisticamente diferentes apresentados por algumas das combinações de condições puderam ser relacionados à amostra (planta), à estrutura vegetal (colmos e folhas) e à variedade, isolada ou conjuntamente. O crescimento bacteriano em meios de cultura livres de nitrogênio, em condições microaerofílicas, infere a ocorrência da capacidade de fixação biológica de nitrogênio. / Microorganisms living within the tissues of plants without causing visible detrimental effects of their presence are known as endophytes. The endophytic bacteria can promote plant growth in various ways: by secreting plant growth regulators, by phosphate solubilization, among others. In pursuit of environmentally sustainable agricultural practices, considerable attention has been given to the biological nitrogen fixation. Thus, the aim of this study was to evaluate, by culture-dependent methods, the occurrence of endophytic bacteria in stems and leaves of two samples of varieties “RG 121” e “RG 900” of irrigated rice, on a conventional cropping system. Rice plants from two varieties were collected in the Estação Experimental do Arroz, from Instituto Riograndense do Arroz (EEA-IRGA), Cachoeirinha/RS, in the agricultural year 2012/2013. Plants collected in the field were submitted to surface disinfection, followed by isolation and cultivation of endophytic bacteria in semisolid, nitrogen-free, culture media: NFb (Azospirillum brasilense/A. lipoferum), JNFb (Herbaspirillum seropedicae/H. rubrisubalbicans) and LGI-P (Gluconacetobacter diazotrophicus). At the end of these procedures, 190 bacterial isolates were obtained, which were grouped, according to their phenotypic characteristics, in 29 morphotypes. From this, the pattern of distribution of morphotypes in eight conditions was assessed by Detrended Correspondence Analysis (DCA). The eight conditions were: C1 = sample (plant) 1, variety "RG 121", stems; C2 = sample 1, variety "RG 121", leaves; C3 = sample 1, variety "RG 900", stems; C4 = sample 1, variety "RG 900", leaves; C5 = sample (plant) 2, variety "RG 121", stems; C6 = sample 2, variety "RG 121", leaves; C7 = sample 2, variety "RG 900", stems; C8 = sample 2, variety "RG 900", leaves. The first two axes of DCA explained 28.5 % of the total variance of the data set - 23.9 % of explanation only by axis 1. In addition, a Principal Components Analysis (PCA) was performed in attempt to establish which morphotypes best explain the observed differences between the conditions. Thus, the axes 1 and 2 of the PCA had a proportion of accumulated explanation corresponding to 45.61 %, being the axis 1 responsible for 25.91 % of them. Finally, according to the number of isolates obtained by phenotypic group, the Shannon-Weaver diversity index (H’) were calculated, which relates the richness and evenness of species (morphotypes) for each area (condition) in study. These were tested pair-to-pair by bootstrapping and permutation methods for possible significant differences. Thus, statistically different values of H' presented by some of the combinations of conditions could be related to the sample (plant), plant structure (stems and leaves) and variety, individually or together. The bacterial growth in nitrogen-free culture media, under microaerophilic conditions, implies the occurrence of biological nitrogen fixation capacity.

The uptake of elements from paddy soils into shoot, husk, and unpolished grain of rice plants was investigated in Mekong, Huong, and Red River areas in Vietnam. The transferability of most studied soil elements into plant parts decreases in the order: shoot > husk > grain. Exceptions are Mg, S, Cd, Cu, Zn, and Mo, whose transfer drops in the rder: shoot > grain > husk, the transfer of P falls in the order grain > shoot > husk. The translocation of the most health relevant elements into the different plant parts is affected by soil parameters like pH, organic matter, Fe- and Mn-phases, and clay minerals. Health risk assessment approaches for the average daily rice consumption are performed for noncancer risk (Hazard Index - HI) including the elements As, Cd, Pb, Co, Cu, Mn, Mo, and Ni as well as for cancer risk for the elements As and Pb (Incremental Lifetime Cancer Risk - ΣILCR). All rice studied grain samples exceed the safe HI-index of below 1. 81% of the grain samples were within the level of concern ranging between 1.4 < HI < 5, 18% varied between 5 < HI < 8.4, although their corresponding soils showed only a little pollution. Cd, As, Mn, and Pb were the most important elements causing non-cancer risks for rice-consuming people. The cancer-risk values ΣILCR were mean 2.2 x 10⁻³ and are considerably higher than the safe threshold of 10⁻⁴ to 10⁻⁶. Arsenic is the dominant factor for cancer risk. Rice-eating people living in Red River and Huong River areas face mainly health risks of exposure to As and Cd in the Mekong River area in addition to Pb. / Sự di chuyển của các nguyên tố từ đất vào các bộ phận khác nhau của cây lúa được tiến hành nghiên cứu tại cùng đồng bằng sông Mekông và sông Hồng, và tại sông Hương, và sông Hồng ở Việt Nam. Sự vận chuyển của hầu hết các nguyên tố đi vào cây lúa có xu hướng giảm dần theo thứ tự: thân > vỏ trấu > hạt. Ngoại trừ sự vận chuyển của các nguyên tố Mg, S, Cd, Cu, Zn, và Mo giảm dần theo thứ tự: thân > hạt > vỏ trấu; và nguyên tố P giảm dần từ: hạt > thân > vỏ trấu. Sự vận chuyển các nguyên tố vào các bộ phận của cây bị ảnh hưởng bởi các điều kiện của đất như pH, hàm lượng chất hữu cơ, dạng Fe và Mn, và các khoáng sét. Đánh giá các rủi ro sức khỏe của người dân khi tiêu thụ gạo hàng ngày được thể hiện thông qua các chỉ số rủi ro không ung thư (HI) của các nguyên tố As, Cd, Pb, Co, Cu, Mn, Mo, và Ni; cùng với chỉ số rủi ro ung thư của As và Pb (ΣILCR). Tất cả các mẫu gạo được phân tích vượt quá chỉ số an toàn HI < 1. 81% của các mẫu có chỉ số HI nằm trong khoảng 1.4 < HI < 5 và 18% các mẫu trong 5 < HI < 8.4, mặc dù các mẫu đất tương ứng được kiểm tra đều khônghoặc rất ít thể hiện sự ô nhiễm. Các nguyên tố Cd, As, Mn, và Pb là những tác nhân quan trọng nhất gây ra các rủi ro không ung thư cho những người tiêu thụ gạo. Rủi ro ung thư ΣILCR có giá trị trung bình 2.2 x 10⁻³ và cao hơn đáng kể so với ngưỡng an toàn 10⁻⁴ - 10⁻⁶, trong đó As là một tác nhân gây ung thư nổi bật. Những người sống ở khu vực sông Hồng và sông Hương đang đối mặt với sự phơi nhiễm As và Cd; trong khi đó người dân ở khu vực sông Mekông bị phơi nhiễm thêm Pb từ gạo.

第23回名古屋大学年代測定総合研究センターシンポジウム平成22(2010)年度報告