In tropical soils, phosphorus (P) is adsorbed onto the oxide surface reducing the availability to plants. Thus, the solubility of the P sources and the particular plant characteristics which increases the absorption efficiency becomes important in the rhizosphere where roots and soil microorganisms interacts together. The objectives of this research were to evaluate sugarcane cultivars in relation to changes in the rhizosphere and the efficiency of P absorption and to evaluate the dynamics of P in the rhizosphere of sugarcane under the application of filter cake combined with mineral fertilizers. Four experiments were conducted in a greenhouse. The soil was a sandy clay loam Ferralsol from Piracicaba - SP, with low soil P, arranged in a randomized block design with four replications for each experiment. The experiment 1 was conducted in a 5x2 factorial arrangement with four sugarcane cultivars: RB92-579; RB85-5156; RB86-7515; RB86-6928 or no plants subjected to presence or absence of phosphate fertilizer (78.4 mg P kg-1) and soil adhering to the root was considered rhizosphere. The experiment 2 evaluated five doses of phosphate fertilizers: 0; 9.8; 19.6; 39.2 and 78.4 mg P kg-1 soil with the most promising cultivar for P absorption from experiment 1, and the rhizosphere was collected in five distances from the rhizoplane (mm): i) 0-2; ii) 2-4; iii) 4-6; iv) 6-8; v) 8-10. Experiment 3 was conducted in a 2x3 factorial: absence or presence of filter cake (5 g DM kg-1) with rock phosphate, soluble phosphate (78.4 mg soluble P kg-1 soil) or phosphate absence, and the rhizosphere soil was sampled 2 mm from the rhizoplane. Experiment 4 involved five filter cake rates: 0; 2.5; 5; 10 and 15 g DM kg-1 applied to the bulk soil or in the planting furrow. The cultivar RB96-6928 showed better adaptation characteristics under low availability of phosphorus, with good root development and P uptake. The rate 38.5 mg P kg-1 was the most suitable to promote optimal seedling development. The filter cake was efficient to increase P uptake and the interaction between filter cake and rock phosphate was efficient to increase production factors as the number of tillers per plant. The highest P uptake occurred when filter cake was applied to planting furrow at a rate of 10 g DM kg-1. / Em solos tropicais o fósforo (P) é adsorvido nas superfícies dos óxidos, reduzindo a disponibilidade às plantas. Assim, a solubilidade das fontes de P e as características particulares da planta que aumentam a eficiência de absorção tornam-se importantes na rizosfera, onde as raízes, microrganismos e solo interagem biologicamente de forma intensa. Os objetivos desta pesquisa foram avaliar cultivares de cana-de-açúcar quanto a mudanças na rizosfera e eficiência na absorção de P e avaliar a dinâmica do P na rizosfera de cana-de-açúcar sob a aplicação de torta de filtro juntamente com fertilizantes minerais. Foram conduzidos quatro experimentos em casa de vegetação. O solo utilizado foi um Latossolo Vermelho amarelo arenoso da região de Piracicaba - SP, com baixo teor de P, em delineamento em blocos ao acaso com quatro repetições para todos os experimentos. O experimento 1 foi conduzido em esquema fatorial 5x2, com 4 cultivares de cana-de-açúcar: RB92-579; RB85-5156; RB86-7515; RB86-6928 ou ausência de plantas, submetidos a presença ou ausência de adubação fosfatada (78.4 mg P kg-1), e o solo aderido a raiz foi amostrado com sendo rizosférico. O experimento 2 avaliou cinco doses de adubação fosfatada: 0; 9.8; 19.6; 39.2 e 78.4 mg P kg-1 solo com o cultivar mais promissor para absorção de P do experimento 1, sendo o solo rizosférico coletado em cinco distâncias a partir do rizoplano (mm): i) 0-2; ii) 2-4; iii) 4-6; iv) 6-8; v) 8-10. O experimento 3 foi conduzido em esquema fatorial 2x3: ausência ou presença de torta de filtro (5 g MS kg-1) com fosfato natural, fosfato solúvel (78.4 mg P solúvel kg-1 solo) ou ausência de fosfato, sendo o solo rizosférico amostrado a 2 mm do rizoplano. O experimento 4 envolveu cinco doses de torta de filtro: 0; 2.5; 5; 10 e 15 g MS kg-1 aplicados no volume total do solo ou no sulco de plantio. A cultivar RB96-6928 mostrou características de melhor adaptação sob baixa disponibilidade de P, com destacado desenvolvimento radicular e boa absorção de P. A dose 38.5 mg P kg-1 foi a mais apropriada para promover um adequado desenvolvimento das mudas. A torta de filtro foi eficiente para aumentar a absorção de P e a interação entre torta de filtro e fosfato natural foi eficiente para incrementar fatores de produção como o número de perfilhos por planta. A maior absorção de P se deu quando a torta de filtro foi aplicada no sulco de plantio na dose de 10 g MS kg-1.

A intrusão de raiz e partículas de solo em gotejadores instalados na subsuperfície do solo, conduz à redução da uniformidade de emissão de água e compromete as condições ideais de operação e a vida útil do sistema de irrigação. Estes fatos motivaram a realização desta pesquisa, sendo propostos protótipos de emissores, cujas características físicas e funcionais impeçam a entrada de raízes e partículas de solo por sucção dentro dos mesmos, e possibilite a vazão de projeto. Desenvolveram-se quatro modelos de emissores sendo: modelo A que utiliza êmbolo; modelo B constituído por uma membrana com módulo de Young (MY) de 1000 kPa; modelo C constituído por uma membrana com MY de 1000 kPa e protetor da membrana; e, sistema protetor (tubo) do emissor (modelo D) no qual se utilizou um gotejador comercial para controlar a vazão. Uma vez que o modelo A não apresentou desempenho satisfatório, estudos posteriores com o mesmo foram interrompidos. Em fase de campo instalaram-se os modelos B, C, D, e um gotejador comercial, modelo E. Os emissores foram avaliados em laboratório em relação ao coeficiente de variação de fabricação (CVF), coeficiente de uniformidade de emissão da água (CUE) e à curva vazão versus pressão; e, instalados em vasos com cana-de-açúcar e sem cultura, para avaliação periódica quanto à capacidade em obstar a entrada de raiz e partículas de solo, sendo analisados a vazão relativa (QR), o coeficiente de variação da vazão relativa (CVQR), CUE e distúrbio de vazão (DQ). Para o emissor modelo C desenvolveram-se Equações que descrevem o comportamento da membrana que o compõe. Os resultados obtidos com a Equação de estimativa da pressão mínima foram próximos dos dados medidos em laboratório. Os emissores B e C apresentaram altos valores de CVF e CVQR, e baixos valores de CUE. Após o terceiro período de avaliação, notou-se redução na QR do modelo E, devido a entupimento por raiz. Dos emissores construídos em laboratório, o modelo C apresentou melhor desempenho quanto à variação dos dados de vazão na linha lateral, ao longo do tempo, tendo valores agrupados entre primeiro e terceiro quartil. Após 3 meses (modelo E) e 18 meses (modelos D) de funcionamento em campo, houve presença de solo e raiz, enquanto os modelos B e C apresentaram os melhores resultados quanto ao impedimento da entrada de raiz e solo dentro do emissor, sendo este último indicado para estudos mais detalhados em relação à membrana a ser utilizada. O emissor que utiliza membrana e protetor foi adequado para evitar entrada de raiz e solo dentro do mesmo, sendo necessário estudos a respeito da membrana e de um sistema para controlar a vazão. Com as Equações propostas para o modelo C serão possíveis futuros estudos que busquem aperfeiçoar o protótipo, podendo ser utilizadas para estimativa da pressão mínima de funcionamento, variação do diâmetro da membrana, e vazão do emissor. / Roots and soil particles intrusion in drippers installed in the subsurface soil leads to reduction of the water emission uniformity, and compromise the ideal conditions of operation and the lifetime of irrigation system. These facts motivated this research, being proposed prototypes of emitters whose physical and functional characteristics prevent the entry of roots and soil particles by suction into them, and allow the design flow. Four emitters models were developed: (i) A model that uses piston; (ii) B model composed by a membrane with Youngs modulus (YM) of 1000 kPa; (iii) C model composed by a membrane with YM of 1000 kPa plus a membrane protector;(iv) protector (tube) emitter system (D model) in which was used a commercial dripper to flow control. The A model study was stopped since it did not present a good performance. In the field stage models B, C, D and a commercial dripper E were installed. In the laboratory stage, emitters were evaluated in relation to the manufacturing coefficient of variation (CVF), the emission uniformity coefficient of water (EUC) and the flow rate versus pressure curve. After that, the emitters were installed in pots with and without sugar cane for periodic evaluation considering the potential to prevent the entry of roots and soil particles into the emitter. Relative flow (QR), variation coefficient of relative flow (CVQR), EUC and flow disturbance (DQ) were analyzed. Equations that describe the behavior of C model emitters membrane were developed. The results obtained with the Equation to estimating the minimum pressure were close to the measured data in laboratory. B and C emitter´s model showed the higher values of CVF and CVQR, and the lower values of EUC. After third evaluation period, reduction in QR for E model was observed due to clogging by root. Among the emitters built in the laboratory, C model showed better performance in relation to variation of data flow in lateral line, with values grouped between the first and third quartile. After 3 months (E model) and 18 months (D model) of operation in the field, the presence of soil and roots was observed, while B and C models showed the best results to avoid the entry of root and soil into the emitter. C model was recommended for detailed studies in relation to the membrane which can be used. The emitter that uses membrane plus protector was suitable to prevent entry of root and soil into them needing to studies about it membrane and a system which its possible to control the flow rate. The Equations proposed for C model can be used in: studies to improve the prototype; estimation of the minimum operation pressure; changing in the membrane diameter; and, to estimate the emitter flow. Keywords: Drip irrigation; Subsurface irrigation; Root intrusion; Technological Innovation; Prototype of emitters

O conhecimento da dinâmica de crescimento das raízes da cana-de-açúcar, bem como da arquitetura de seu sistema radicular, permite melhor compreensão das relações entre a planta e o seu ambiente de produção, possibilitando o manejo a partir de práticas agrícolas mais eficientes e sustentáveis que resultem em aumento de produtividade e longevidade da cultura. O presente estudo teve por objetivo desenvolver um método para determinação da distribuição e do desenvolvimento de raízes metabolicamente ativas de cana-de-açúcar no solo, por meio da técnica da diluição do isótopo 15N, associado aos métodos de amostragem com monólito e sonda amostradora de raízes. O experimento foi realizado em área comercial de cana-de-açúcar na região canavieira de Piracicaba, Estado de São Paulo, em LATOSSOLO VERMELHO distrófico arenoso, com uma segunda rebrota do cultivar RB85 5156. O delineamento experimental foi em blocos subdivididos no tempo, com as amostragens de raízes realizadas a cada 50 a 60 dias de janeiro a junho de 2004. A uréia foi o veículo de fornecimento do marcador isotópico 15N, por meio de solução aplicada às folhas das plantas. Após colheita da parte aérea, realizada 96 horas após a aplicação da solução de uréia, foram abertas trincheiras, transversalmente à linha da cultura, com dimensões de 1 m de comprimento e 1,4 m de largura. Amostras foram colhidas por meio de monólito nas profundidades de 0 a 20, 20 a 40, 40 a 60 e 60 a 80 cm, na projeção da linha da cultura e lateralmente nas distâncias de 14 a 42 cm e de 42 a 70 cm da linha da cultura. Outras amostras foram colhidas com sonda amostradora de raízes, paralelamente à parede interna das trincheiras, a 10 cm de distância do local onde foram retirados os monólitos, nas mesmas profundidades e nas distâncias de 28 e 56 cm da linha. Em cada profundidade de amostragem, e na projeção da linha da cultura, foram separadas amostras de raízes visualmente ativas. Estas amostras forma consideradas padrão para a determinação por diluição isotópica de raízes com metabolismo ativo. As determinações do teor de N e de abundância de 15N em amostras de planta e de solo foram realizadas em um espectrômetro de massas modelo ANCA-SL da Eurapa Scientific Ltda. Os resultados mostraram que o método da diluição isotópica com 15N possibilitou avaliar a massa de raízes com metabolismo ativo e sua distribuição no solo, e o método de amostragem de raízes com a sonda foi viável em comparação com a amostragem do monólito, nas seguintes condições: na quantificação de raízes nas profundidades de 0 a 20, 20 a 40 e 60 a 80 cm do perfil do solo para raízes totais, e nos 20 cm superficiais do solo, profundidade na qual a massa de raízes foi maior, para raízes metabolicamente ativas. / Knowledge about of sugarcane root growth dynamic, as well as the root system architecture of sugarcane crop allows understanding better the relationships between the plant and its environment. This knowledge is important to define the crop management with most efficiency and using sustainable practices, to increasing both sugarcane crop yield and longevity. The aim of this study was to evaluate a method in order to determine sugarcane roots with active metabolism and its distribution and growth in the soil profile, by using isotopic dilution technique with 15N associated with sampling by monolite and probe. The experiment was conducted in the sugarcane field, on the region of Piracicaba, State of São Paulo, Brazil, by using the second rattoon of the variety RB 85 5156, grown in a Rhodic Hapludox. The experimental design was in randomized blocks, with four replications. The split plot was considered in relation to the time. The 15N tracer was applied in the plants as urea solution. The above ground part of sugarcane plants were harvested 96 hours after urea solution applications, and trenches with one meter of length and 1.4 meter width were opened transversely to sugarcane rows. Samples were taken by monolite in 0-20, 20-40, 40-60 and 60-80 cm of depth in the soil profile in the row projection and horizontally in the distances of 14 to 42 and 42 to 70 cm from the cane row. Samples were taken by probe in a parallel plan with the internal trench wall at 10 cm of distance from the spot where monolites were collected, in the same depths and at 28 and 56 cm from the row. Roots visually assumed as metabolisms active were separated to each sampling depth and to row lateral projection and were considered standards to determine active roots. Determinations of N contents and 15N abundance in both plant and soil were carried on a mass spectrometer model ANCA-SL (Europa Scientific Ltda.). The results showed the isotopic dilution method with 15N allowed the evaluation of active roots mass and the root distribution in the soil. The root sampling method with probe was adequate comparing with root sampling by monolite in trench to quantify roots, in the following conditions: in the soil depths of 0 to 20, 20 to 40 and 60 to 80 cm to total roots; and in the first 20 cm of depth, where the root mass was higher to active roots.

As energias renováveis substituirão gradualmente as energias não renováveis por questões de sustentabilidade econômica e racionalização no uso dos recursos naturais. Sendo assim, a proposta do presente trabalho foi estudar mais detalhadamente a fertilização nitrogenada da cana-de-açúcar, cultura que pode contribuir para que o país seja modelo na produção e utilização de biocombustíveis renováveis para o mundo. O conhecimento atual a respeito das respostas da cana-de-açúcar à fertilização com N foi conseguido por meio de experimentos, na sua grande maioria, em uma única safra. O aproveitamento e redistribuição de N do sistema radicular da cana-planta para a parte aérea da cana-soca e sua influência na produtividade da soqueira devem ser melhor estudados. Para tal, foram instalados dois experimentos: um em LATOSSOLO VERMELHO-AMARELO Distrófico e outro em LATOSSOLO VERMELHO Distrófico, ambos no Estado de São Paulo. O cultivar plantado foi o SP81-3250. O delineamento experimental foi o de blocos completos casualizados, com quatro repetições, sendo os tratamentos (parcelas) de cana-planta constituídos de três doses de N: 40, 80 e 120 kg ha-1, na forma de uréia, mais uma testemunha sem N, e os sub-tratamentos de canasoca, aplicados em subparcelas após o corte da cana-planta, três doses de N: 50, 100 e 150 kg ha-1, na forma de sulfato de amônio, mais uma testemunha sem N. Dos resultados obtidos destaca-se que no ciclo de cana-soca a adubação nitrogenada incrementou apenas os teores de S, Cu e Mn nas folhas-diagnóstico, contudo, sem haver interação significativa das adubações nitrogenadas de cana-planta e cana-soca nos teores dos nutrientes nas folhas-diagnóstico. As avaliações biométricas mostraram que as adubações nitrogenadas elevaram a taxa de produção de matéria seca na época de máximo desenvolvimento da cana-soca. Porém, não houve efeito residual da adubação nitrogenada de plantio na produtividade em fitomassa seca e no acúmulo de N do primeiro ciclo de cana-soca, apesar de a recuperação (%) da uréia-15N aplicada no plantio pela parte aérea da soqueira, na média dos experimentos, ter sido de 4,18%, 5,04% e 3,54%, respectivamente, para as doses de 40, 80 e 120 kg ha-1 de N. Na média dos experimentos a recuperação (%) pela cana-soca do N da palha residual da colheita da cana-planta foi de 9%. Houve aumento da recuperação (kg ha-1) de N na cana-soca com a maior dose de soqueira, independente do tratamento de cana-planta, mas a eficiência de utilização do adubo nitrogenado (%) foi igual para ambas as doses. Na média dos experimentos, 37% do adubo nitrogenado foram recuperados na planta, 29% no solo e 34% não foram recuperados. Não houve interação significativa das doses de N de cana-planta e de cana-soca nos parâmetros tecnológicos da soca, mas houve efeito residual da adubação nitrogenada de plantio na produtividade de colmos industrializáveis (TCH) no segundo corte. A recuperação do N do plantio pela canasoca e o conseqüente aumento na produtividade (TCH) confirmam que a planta faz uso do N residual presente nas reservas do sistema radicular e no solo, mostrando que a adubação nitrogenada não pode ser considerada apenas para uma safra agrícola. / Renewable energy sources will gradually replace non-renewable sources due to economic sustainability reasons and to the rational use of natural resources. Consequently, this study aimed to investigate sugarcane nitrogen fertilization in detail, which may help the country to become a world model in the production and use of renewable biofuels. The current knowledge about sugarcane responses to N fertilization has been acquired by means of experiments conducted, for their most part, in a single cropping season. The utilization and redistribution of N from the plant cane root system into the above-ground part of ratoon cane, and its influence on ratoon productivity must be studied in greater detail. To achieve that, two experiments were installed, one on a TYPIC HAPLUDOX SOIL and the other on a RHODIC HAPLUDOX SOIL, both in the State of São Paulo. Cultivar SP81-3250 was planted. A completely-randomized-block experimental design was adopted, with four replicates. The plant cane treatments (plots) consisted of three N doses: 40, 80, and 120 kg ha-1, in the form of urea, and a control without N. Ratoon cane sub-treatments, applied as subplots after the plant cane was harvested, consisted of three N doses: 50, 100, and 150 kg ha-1, in the form of ammonium sulfate, and a control without N. From the results obtained, it should be highlighted that, in the ratoon cane cycle, nitrogen fertilization only increased S, Cu, and Mn contents in diagnostic leaves, without significant interaction between plant cane and ratoon cane nitrogen fertilization on the nutrient contents of diagnostic leaves. Biometric evaluations showed that the nitrogen fertilizations increased dry matter production rate in the maximum ratoon cane development season. However, no residual effect of nitrogen fertilization at planting was observed on dry phytomass productivity and on N accumulation in the first ratoon cane cycle, although recovery (%) of urea applied at planting by the above-ground part of the ratoon, on the average of the experiments, was 4.18%, 5.04%, and 3.54% for the N doses of 40, 80, and 120 kg ha-1, respectively. On the average of the experiments, N recovery (%) by ratoon cane from the residual trash resulting from plant cane harvest was 9%. N recovery (kg ha-1) increased in ratoon cane as ratoon dose increased, regardless of plant cane treatment, but nitrogen fertilizer utilization efficiency (%) was identical for both doses. On the average of the experiments, 37% of the nitrogen fertilizer were recovered from the plant, 29% from the soil, and 34% were not recovered. There was no significant interaction between N doses in plant cane and ratoon cane on the technological parameters of the ratoon, but there was a residual effect of nitrogen fertilization at planting on millable cane yield (TSS) in the second harvest. Planting-N recovery by ratoon cane and the resulting yield increase (TSS) confirm that sugarcane plants use the residual N found in root system reserves and in the soil, demonstrating that nitrogen fertilization should not be taken into consideration in just a single cropping cycle.

Orientador: Fábio Silveira Nogueira / Resumo: O sistema radicular (SR) é importante pela ancoragem e obtenção de água e nutrientes. Em eudicotiledôneas, como Arabidopsis, o crescimento da raiz primária (RP) é afetado por fitormônios, especialmente pelo balanço entre auxina que controla a divisão celular, e citocinina que modula a diferenciação celular; também, os microRNAs (miRNAs), um sub-conjunto de pequenos RNAs que regulam pós-transcricionalmente seus alvos, regulam o crescimento da RP. O microRNA156 (miR156) e seus alvos, membros da família SQUAMOSA Promoter-Binding Protein-Like (SPL), constituem uma via genética que regula vários processos do desenvolvimento, incluindo desenvolvimento da raíz; porém, durante o crescimento da RP, não foi observado o efeito da via miR156/SPL, e da interação com auxina e citocinina; assim, foi avaliada essa interação durante o crescimento da PR regulado pelo tamanho do meristema da raiz (TMR) em Arabidopsis. Usando ferramentas genéticas e moleculares foi analizada a expressão de genes MIR156 e SPLs, o comprimento da RP, o TMR, as taxas de divisão celular, e as respostas de auxina e citocinina durante o crescimento da RP. Os genes MIR156 e SPLs possuem padrões de expressão opostos. Níveis altos do miR156 (nas plântulas p35S :: MIR156A), leva a menor comprimento da RP, TMR reduzido, menores taxas de divisão celular, respostas mais baixas e altas à auxina e citocinina respectivamente; em contraste, níveis severamente reduzidos do miR156 maduro disponível (nas plantas MIM156) conducem a e... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Doutor

O tomateiro (Solanum lycopersicum L.) é uma das plantas cultivadas de maior importância no mundo, sendo uma das principais hortaliças em importância econômica no Brasil. A murcha-bacteriana é uma doença dentre as mais limitantes para a cultura do tomateiro e o uso de cultivares resistentes à Ralstonia spp. é uma das únicas alternativas para evitar as perdas causadas por esse patógeno. Contudo, existem raríssimos estudos sobre a base genética de genótipos resistentes aos principais isolados de Ralstonia spp. Objetivou-se nesse trabalho estudar parâmetros genéticos da resistência à murcha-bacteriana em linhagens e híbridos usados como porta-enxertos de tomateiro, por meio de abordagens complementares que envolvem desde o ajuste das metodologias para indução artificial da doença, até estimativas das capacidades de combinação e a heterose entre linhagens, visando identificar cruzamentos promissores para o estabelecimento de um programa de melhoramento genético para resistência à murcha-bacteriana em tomateiro para porta-enxertos. Comparando-se quatro métodos de indução da resistência verificou-se que o método da lesão das raízes do torrão com objeto cortante (bisturi) e pulverização de 5 mL da suspensão bacteriana no torrão, comparativamente aos outros métodos avaliados, apresenta fácil execução, requer quantidades reduzidas de suspensão bacteriana e proporciona boas quantidades de plantas de tomateiro com sintomas de murcha-bacteriana, sendo o mais adequado entre os métodos testados. Foi estimada a heterose e capacidade de combinação entre linhagens de tomateiro para um isolado do biovar 2 de Ralstonia solanacearum em estágio de plântulas, em ambiente protegido, e em um solo naturalmente infestado por Ralstonia spp. Entre as linhagens avaliadas, apenas o genótipo Hawaii 7996 apresentou níveis aceitáveis de resistência, sendo necessário encontrar novas fontes de resistência para o início de um programa de melhoramento. Verificou-se que nenhuma das progênies derivadas dos cruzamentos desse estudo apresentaram resistência superior ao parental superior Além disso, foi verificada a importância dos efeitos aditivos e, consequentemente, os cruzamentos de genitores com alta CGC para o caráter e a seleção recorrente seriam as melhores alternativas no melhoramento para resistência à murcha-bacteriana. Finalmente, foram estudados os genitores e seus híbridos, utilizados como porta-enxerto em condições de campo e em ambiente protegido visando o aumento da resistência à murcha-bacteriana causada por Ralstonia spp., e incremento dos parâmetros produtivos de um híbrido comercial utilizado como copa. Verificou-se influência dos diferentes porta-enxertos em caracteres de produção e massa dos frutos e no desenvimento de copa. Caracteres relacionados ao sistema radicular dos porta-enxertos apresentaram heterose em relação aos seus genitores, com efeitos aditivos e não aditivos importantes, mostrando o desempenho das linhagens e sua contribuição para a produção de híbridos superiores. Por fim, este estudo possibilitou o melhor entendimento sobre a base genética da resistência em genótipos de tomateiro que possuem uso potencial como porta-enxertos resistentes à murcha-bacteriana. / The tomato (Solanum lycopersicum L.) is one of the most important cultivated plants in the world, being one of the main vegetables of economic importance in Brazil. The bacterial wilt is one of the most limiting diseases for the tomato crop and the use of resistant cultivars to Ralstonia spp. is one of the only alternatives to avoid losses caused by this pathogen. However, there are very few studies on the genetic basis of genotypes resistant to the main isolates of Ralstonia spp. The objective of this work was to study the genetic parameters of resistance to bacterial wilt in lines and hybrids used as tomato rootstocks, through complementary approaches that range from the adjustment of the methodologies for artificial induction of the disease, to estimates of the combining abilities and heterosis among lines, aiming to identify promising crosses for the establishment of a rootstock genetic breeding program for resistance to bacterial wilt in tomatoes. Comparing four resistance induction methods, it was verified that the method of injuring roots with cutting object (scalpel) and spraying 5 mL of the bacterial suspension in the clod compared to the other\'s methods evaluated, is easiest to perform, requires less amounts of bacterial suspension and provides good amounts of tomato plants with wilt symptoms, being the most suitable among the methods tested. The heterosis and combining ability of tomato lines for a strain of biovar 2 of Ralstonia solanacearum in greenhouse at seedling stage and in soil naturally infested by Ralstonia spp were estimated. Among the lines evaluated, only the Hawaii 7996 genotype showed acceptable levels of resistance, and it is necessary to find new sources of resistance for the beginning of a breeding program. It was verified that none of the progenies derived from the crosses of this study presented superior resistance to the superior parental. In addition, the importance of the additive effects was verified and, consequently, the crossings of parents with high CGC for the character and the recurrent selection would be the best alternatives in the improvement for resistance to bacterial wilt. Finally, we studied the parents and their hybrids, used as rootstocks under field conditions and in a protected environment aiming the increasing resistance to bacterial wilt caused by Ralstonia spp., and increasing of the yield parameters of a commercial hybrid used as a scion. The influence of the different rootstocks was verified in characters of yield and mass of the fruits and in the development of the scion. Characteristics related to the root system of rootstocks showed heterosis in relation to their parents, with important additive and non-additive effects, showing the performance of the lines and their contribution to the production of superior hybrids. Finally, this study allowed a better understanding of the genetic basis of resistance in tomato genotypes that have potential use as bacterial wilt resistant rootstocks.

O sistema radicular é indispensável para a obtenção de água e nutrientes do solo, síntese de reguladores de crescimento, e para o armazenamento de carboidratos. Embora seja indiscutível sua importância, esse órgão tem sido pouco estudado em relação a parte área. Provavelmente, em função da dificuldade de seu estudo, tendo em vista que seu desenvolvimento ocorre no solo, o que dificulta observações diretas. Consideramos de suma importância o desenvolvimento de métodos mais práticos, mais baratos, e que possibilitem avaliações rápidas, não destrutivas do sistema radicular. O conhecimento de uma estreita relação entre fitomassa fresca do sistema radicular e valor de capacitância, é antigo, mas na prática, é pouco empregado. Através do uso de um medidor manual de capacitância, visamos relacionar valores de capacitância com diversos parâmetros, tais como fitomassa seca, comprimento, área e respiração do sistema radicular de plantas do feijoeiro comum (Phaseolus vulgaris L.). Uma vez estabelecidas essas relações, é possível realizar medições com o capacitor para avaliar o desenvolvimento radicular, sob diferentes condições de disponibilidade de fósforo, de uma maneira rápida, prática e não destrutiva. A deficiência de fósforo, em solos tropicais e, subtropicais tem limitado a produção de muitas culturas, inclusive a do feijoeiro, uma das principais fontes de proteínas na dieta de países localizados nessas regiões. Estudos anteriores mostram uma ampla variação com relação à eficiência no uso do elemento fósforo no germoplasma do feijoeiro comum, viabilizando adaptação às condições de baixa disponibilidade deste elemento no solo. Devido sua baixa mobilidade do no solo, genótipos que apresentem plasticidade do sistema radicular, com relação a esse elemento, são considerados mais eficientes. Para verificar a eficiência do sistema radicular do feijoeiro comum, foram realizados estudos com o fósforo aplicado de forma desuniforme ao substrato, simulando as condições normalmente encontradas no campo. Supõe-se que existam diferentes mecanismos que conferem maior aproveitamento do fósforo pela planta, sendo muitos destes relacionados ao sistema radicular. Para elucidar essa questão, foram avaliados parâmetros tais como, o posicionamento das raízes ao longo do perfil, o comprimento, a área, a taxa de respiração e a fitomassa seca do sistema radicular. Foi dada especial atenção a formação de raízes adventícias, em diferentes níveis de fósforo, por essas se desenvolverem preferencialmente nas camadas superficiais do solo, onde segundo diversos autores, é o local de maior disponibilidade deste elemento. Além disto, foram avaliados os efeitos do posicionamento do P no substrato, sobre a parte aérea e sobre a produtividade. O uso da capacitância é uma opção metodológica para: (i) aferir o crescimento de plantas de feijão em termos de fitomassa seca total, e (ii) avaliar a parte funcional do sistema radicular. Em condições ótimas de água e fertilidade do solo, a distribuição de fósforo uniformemente na camada superficial (0 a 5 cm de profundidade) proporciona o aumento dos componentes de produção. O acúmulo e a partição de fitomassa seca em plantas de feijão são condicionados pela disponibilidade (quantidade e posicionamento) de fósforo no solo. / The root system is essential to water and nutrient acquisition, hormone synthesis and carbohydrate storage. Although the knowledge about its importance, there are much less studies with this organ, than with the shoots. Probably, due to the difficulties in its study, since it develops in the soil, making directs observations harder. The stabeleshiment of cheap, practical, fast and non-destructive methods to evaluate the root system development would be very useful. Despite the observation of a close relationship between fresh matter and capacitance is not new, there are not many studies with it. The use of a portable capacitance meter to relate capacitance values with different root system parameters, such as dry weight, length, area and respiration, would provide the fast one, and non-destructive evaluation, under different growing conditions, such as different phosphorus levels in the soil. The lack of phosphorus in tropical and sub-tropical soils has limited many crops yield, as common beans, one of the main protein sources of these region countries. Previous studies had shown a wise genetic variation on phosphorus efficiency in common bean germoplasm, which allows the adaptation to low phosphorus condition. Since P presents low mobilization in the soil, genotypes with root plasticity are considered efficient. This study includes experiments where the phosphorus was placed not uniformly in the substrate, simulating the field natural conditions, to verify the common beans root system response. Different mechanism that confers better plants P use is known, and most of them, are related to the root system. Some root parameters such as root position along the profile, root length, root area, root respiration and root dry weight were evaluated to clarify this question. Special focus were given to adventitious root formation under different phosphorus levels, since they grow in shallower soil layer, where according to several author is where there is higher phosphorus availability. Furthermore, the effect of the P position on the shoot and yield were evaluated. The capacitance can be used as an alternative method to evaluate: (i) the bean plants growth, as total dry weight and, (ii) the functional root portion. When water and nutrients are in optimal level, the phosphorus distribution on the top soil layer (0 to 5 cm), results in the yield component increase. The available phosphorus position in the soil, determines the accumulation and distribution pattern of the dry matter.

A facilidade com que uma raiz pode extrair água do solo é determinada pela condutividade hidráulica do solo e gradiente do potencial energético da água, ambos função do teor de água no solo. Nessa dissertação descreve-se o teste experimental de um modelo de extração e de partição da água do solo pelo sistema radicular de uma planta cujo sistema radicular se divide entre camadas de solo com propriedades hidráulicas contrastantes. O estudo foi conduzido em ambiente protegido com plantas de sorgo (Sorghum bicolor (L.) Moench) cultivadas em lisímetros com dois compartimentos separados fisicamente (splitpot). Quatro desses lisímetros foram construídos, preenchidos com material de dois tipos de solo de diferentes classes texturais (um solo de textura média - AR e outro de textura argilosa - AG). Durante um mês e meio foi aplicado um regime hídrico alternando a irrigação entre os compartimentos. O teor de água nos compartimentos dos lisímetros foi monitorado com TDR e tensiômetros. O material dos dois solos foi analisado conforme metodologia padrão quanto às suas propriedades de retenção e condução da água. A densidade radicular foi determinada por pesagem no fim do experimento, tendo ficado em torno de duas vezes maior no solo AR do que no AG. Foi possível observar que a extração de água ocorreu preferencialmente do compartimento do lisímetro com maior potencial de fluxo matricial. Em certas ocasiões houve transferência de água do lado de maior ao lado de menor potencial de fluxo matricial, com a liberação da água ao solo pelo sistema radicular (hydraulic lift). Em relação ao modelo, para compensar pelo efeito da heterogeneidade da distribuição radicular, da atividade radicular e do contato solo-raiz, incluiu-se um fator empírico f de correção no modelo. O valor de f foi determinado por ajuste numérico procurando-se uma correlação máxima entre modelo e observação nos quatro lisímetros. Para os solos AR e AG, os valores de f assim determinados foram 0,01506 e 0,003713, respectivamente. O modelo testado descreveu razoavelmente bem as observações com a utilização desses valores de f. / Root water extraction is determined by soil hydraulic conductivity and water potential gradients, both dependent on soil water content. In this dissertation the experimental test of a root water extraction and partition model is described for a plant whose root system is divided over soil layers with distinct hydraulic properties. An experiment was conducted in a greenhouse with Sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench) plants growing in split-pot lysimeters containing two physically divided compartments. Four of these lysimenters were built, filled with material from two soils with different texture (a médium textured soil - AR and a clayey soil - AG). During a month and a half a water regime was applied alternating the irrigation among the compartments. The soil water content in the compartments was measured with TDR and tensiometer equipment. Soil hydraulic properties retention and conductivity were analyzed by standard methods. Root density was determined by weighing at the end of the experiment, resulting in values twice as high in soil AR compared to soil AG. It could be observed that water extraction occurred preferentially from the lysimeter compartments with the highest matric flux potential. At certain occasions, water transfer from the compartment with higher matric flux potential to the lower one was observed, transferring water from root to soil (hydraulic lift). Referring to the model, in order to compensate for root distribution heterogeneity, root activity and soil-root contact, an empirical factor f was added to the model. Its value was determined by a numerical fitting procedure aiming the highest correlation between model and observation in the four lysimeters. For soils AR and AG, the values of f determined were 0.01506 and 0.003713, respectively. The tested model described the observations reasonably well using these values of f.

Taxas de transpiração inferiores às taxas potenciais limitam o crescimento e desenvolvimento vegetal e ocorrem em solos que apresentam condições hidráulicas inadequadas para a manutenção do fluxo de água requerido em direção às raízes de uma planta. A pesquisa que resultou nesta tese teve como objetivos: estimar em quais condições hidráulicas se inicia a redução da taxa de transpiração, em termos de potencial de fluxo matricial (Mcrit), teor de água ( ?crit), potencial matricial (hcrit) e condutividade hidráulica (Kcrit), para diferentes solos e condições atmosféricas; demonstrar experimentalmente que Mcrit é independente do tipo de solo e influenciado apenas pelas características radiculares e demanda atmosférica, ao contrário de ?crit, hcrit e Kcrit; comparar valores de Mcrit obtidos nos experimentos com respectivos valores de Mcrit estimados por um modelo de extração de água do solo por raízes, para uma mesma densidade radicular; propor uma alternativa para a estimativa de ?crit no solo, baseada na interrelação entre M, ? e h. O presente estudo conteve dois experimentos conduzidos em ambiente protegido, com plantas de feijão (Phaseolus vulgaris L.) cultivadas em vasos. O delineamento experimental utilizado, tanto no primeiro quanto no segundo experimento, foi o inteiramente casualizado com três repetições. Os tratamentos do primeiro experimento formaram uma combinação bifatorial 2x2 (solos: argiloso e arenoso; e regimes hídricos: sem e com deficiência hídrica) para as características das plantas e um fatorial (solos: argiloso e arenoso) para as condições hidráulicas críticas do solo. Para o segundo experimento os tratamentos tiveram uma combinação trifatorial 2x2x2 (solos: argiloso e arenoso; regimes hídricos: sem e com deficiência hídrica; e demandas atmosféricas: sem e com ventilação forçada) para as características das plantas e um bifatorial 2x2 (solos: argiloso e arenoso; e demandas atmosféricas: sem e com ventilação forçada) para as condições hidráulicas críticas. O ponto crítico (?crit, hcrit, Kcrit e Mcrit) foi identificado no dia anterior à transpiração relativa TR < 1. Compararam-se os valores de TR em função de ?, h, K e M observados no experimento (após o ponto crítico) com seus respectivos valores estimados por um modelo teórico, obtendo-se um bom ajuste. Verificaram-se diferenças na ordem de grandeza entre os valores de Mcrit observados no experimento em relação aos estimados por modelo (Mcrit*), em que Mcrit > Mcrit*. Em conseqüência disso, propôs-se uma alternativa para estimar as condições hidráulicas críticas para uma distribuição heterogênea da densidade radicular em frações de volume do solo. Os valores experimentais foram comparados aos obtidos pelo modelo, resultando nos índices RMSE (raiz do quadrado médio do erro), MAE (erro médio absoluto) e \"d\" (índice de concordância de Willmott). Os resultados evidenciaram que o Mcrit pode ser utilizado para identificar o início da taxa de transpiração decrescente e da diminuição na fotossíntese líquida, em plantas de feijão. Os valores de Mcrit podem ser transformados em ?crit e hcrit, que são mais facilmente medidos em campo. A heterogeneidade na distribuição do sistema radicular no solo infere em diferentes valores de Mcrit observados experimentalmente e obtidos por modelo. Pode-se estimar a TR com base nos valores de M (após o ponto crítico) para uma distribuição heterogênea das densidades radiculares em frações de volume do solo. O melhor ajuste ocorreu quando uma menor densidade radicular ocupasse uma maior fração de volume do solo (? 90%). / Transpiration lower than potential rates reduce plant productivity and occur in soils with hydraulic conditions that are inadequate to maintain the necessary water flux towards the plant roots. Soil physical models that describe root water uptake are an important tool to estimate this transpiration reduction. The research that resulted in this thesis aimed: to estimate under which hydraulic conditions occurs the onset of transpiration reduction in terms of matric flux potential (Mcrit), water content ( ?crit), pressure head (hcrit) and hydraulic conductivity (Kcrit) for different soil and atmospheric conditions; to demonstrate experimentally that Mcrit is independent of soil properties and only influenced by root characteristics and atmospheric demand, on the contrary of ?crit, hcrit e Kcrit; to compare values of Mcrit obtained in the experiments with Mcrit estimated by a root water uptake model at the same root length density; to estimate the onset of the falling rate phase from Mcrit values; to propose an alternative to estimate ?crit, based on the relationship among M, ? e h. The present study contained two greenhouse experiments with bean plants (Phaseolus vulgaris L.) in pots. A completely randomized design was used with three repetitions in both experiments. The treatments, in the first experiment, formed a factorial 2x2 combination (soils: loamy and sandy; and water regimes: irrigated and water deficit) for plant characteristics and a one-factorial was used for critical hydraulic conditions of the soil (soils: loamy and sandy). In the second experiment a 2x2x2 combination factorial was applied (soils: loamy and sandy; water regimes: irrigated and water deficit; and atmospheric demands: without and with forced ventilation) for plant characteristics and a 2x2 factorial (soils: loamy and sandy; and atmospheric demands: without and with forced ventilation) for the critical hydraulic conditions. The critical point (?crit, hcrit, Kcrit and Mcrit) was identified on the day previous to a relative transpiration TR <1. The TR values as a function of ?, h, K and M observed in the experiments (after occurrence of critical conditions) were compared with values estimated by a model, resulting in a good fit. The experimental values (Mcrit) and the model-estimated values (Mcrit*) were different, with Mcrit > Mcrit*. A model was proposed to estimate the critical hydraulic conditions by heterogeneous distribution of root densities in soil volume fractions. The experimental and model-estimated Mcrit were compared through the RMSE (root medium square error), MAE (medium absolute error) and \"d\" (agreement index of Willmott) indexes. The results showed that Mcrit can be used to identify the onset of the falling rate phase referring to transpiration and liquid photosynthesis for the bean crop. The Mcrit values can be transformed in ?crit and hcrit, which are easily measured at field. The heterogeneous distribution of the root system in the soil caused different values of Mcrit observed experimentally and Mcrit obtained by the model. A good estimation of TR was obtained through M values by using a heterogeneous distribution of root densities in the model. The best fit was obtained when a large soil volume fraction (? 90%) was modeled with a small root density and the remaining 10% with a high root density.

In tropical soils, phosphorus (P) is adsorbed onto the oxide surface reducing the availability to plants. Thus, the solubility of the P sources and the particular plant characteristics which increases the absorption efficiency becomes important in the rhizosphere where roots and soil microorganisms interacts together. The objectives of this research were to evaluate sugarcane cultivars in relation to changes in the rhizosphere and the efficiency of P absorption and to evaluate the dynamics of P in the rhizosphere of sugarcane under the application of filter cake combined with mineral fertilizers. Four experiments were conducted in a greenhouse. The soil was a sandy clay loam Ferralsol from Piracicaba - SP, with low soil P, arranged in a randomized block design with four replications for each experiment. The experiment 1 was conducted in a 5x2 factorial arrangement with four sugarcane cultivars: RB92-579; RB85-5156; RB86-7515; RB86-6928 or no plants subjected to presence or absence of phosphate fertilizer (78.4 mg P kg-1) and soil adhering to the root was considered rhizosphere. The experiment 2 evaluated five doses of phosphate fertilizers: 0; 9.8; 19.6; 39.2 and 78.4 mg P kg-1 soil with the most promising cultivar for P absorption from experiment 1, and the rhizosphere was collected in five distances from the rhizoplane (mm): i) 0-2; ii) 2-4; iii) 4-6; iv) 6-8; v) 8-10. Experiment 3 was conducted in a 2x3 factorial: absence or presence of filter cake (5 g DM kg-1) with rock phosphate, soluble phosphate (78.4 mg soluble P kg-1 soil) or phosphate absence, and the rhizosphere soil was sampled 2 mm from the rhizoplane. Experiment 4 involved five filter cake rates: 0; 2.5; 5; 10 and 15 g DM kg-1 applied to the bulk soil or in the planting furrow. The cultivar RB96-6928 showed better adaptation characteristics under low availability of phosphorus, with good root development and P uptake. The rate 38.5 mg P kg-1 was the most suitable to promote optimal seedling development. The filter cake was efficient to increase P uptake and the interaction between filter cake and rock phosphate was efficient to increase production factors as the number of tillers per plant. The highest P uptake occurred when filter cake was applied to planting furrow at a rate of 10 g DM kg-1. / Em solos tropicais o fósforo (P) é adsorvido nas superfícies dos óxidos, reduzindo a disponibilidade às plantas. Assim, a solubilidade das fontes de P e as características particulares da planta que aumentam a eficiência de absorção tornam-se importantes na rizosfera, onde as raízes, microrganismos e solo interagem biologicamente de forma intensa. Os objetivos desta pesquisa foram avaliar cultivares de cana-de-açúcar quanto a mudanças na rizosfera e eficiência na absorção de P e avaliar a dinâmica do P na rizosfera de cana-de-açúcar sob a aplicação de torta de filtro juntamente com fertilizantes minerais. Foram conduzidos quatro experimentos em casa de vegetação. O solo utilizado foi um Latossolo Vermelho amarelo arenoso da região de Piracicaba - SP, com baixo teor de P, em delineamento em blocos ao acaso com quatro repetições para todos os experimentos. O experimento 1 foi conduzido em esquema fatorial 5x2, com 4 cultivares de cana-de-açúcar: RB92-579; RB85-5156; RB86-7515; RB86-6928 ou ausência de plantas, submetidos a presença ou ausência de adubação fosfatada (78.4 mg P kg-1), e o solo aderido a raiz foi amostrado com sendo rizosférico. O experimento 2 avaliou cinco doses de adubação fosfatada: 0; 9.8; 19.6; 39.2 e 78.4 mg P kg-1 solo com o cultivar mais promissor para absorção de P do experimento 1, sendo o solo rizosférico coletado em cinco distâncias a partir do rizoplano (mm): i) 0-2; ii) 2-4; iii) 4-6; iv) 6-8; v) 8-10. O experimento 3 foi conduzido em esquema fatorial 2x3: ausência ou presença de torta de filtro (5 g MS kg-1) com fosfato natural, fosfato solúvel (78.4 mg P solúvel kg-1 solo) ou ausência de fosfato, sendo o solo rizosférico amostrado a 2 mm do rizoplano. O experimento 4 envolveu cinco doses de torta de filtro: 0; 2.5; 5; 10 e 15 g MS kg-1 aplicados no volume total do solo ou no sulco de plantio. A cultivar RB96-6928 mostrou características de melhor adaptação sob baixa disponibilidade de P, com destacado desenvolvimento radicular e boa absorção de P. A dose 38.5 mg P kg-1 foi a mais apropriada para promover um adequado desenvolvimento das mudas. A torta de filtro foi eficiente para aumentar a absorção de P e a interação entre torta de filtro e fosfato natural foi eficiente para incrementar fatores de produção como o número de perfilhos por planta. A maior absorção de P se deu quando a torta de filtro foi aplicada no sulco de plantio na dose de 10 g MS kg-1.