Ratoon stunting disease (RSD) is a serious disease that affects all sugarcane producing countries. The major symptom of RSD is plant growth reduction, which is only seen in ratoon plants, causing up to 80% biomass reduction depending on environmental conditions. The disease is due to Leifsonia xyli subsp. xyli (Lxx), a gram-positive and nutritionally fastidious bacterium that so far has been found to specifically colonize the xylem vessels of sugarcane. However, the successful early detection of this pathogen is currently the main challenge for RSD prevention. Breeding for resistance to RSD, although not in practice, is a viable control measure. Since sugarcane varieties differ in relation to their degree of colonization by Lxx and losses are directly related to population densities of the pathogen in the plant, a promising breeding strategy would be to select for genotypes that are resistant to bacterial multiplication. Thus, knowledge on the responses of sugarcane to RSD at the \"omics\" level is an essential starting step to identify key metabolic targets for breeding resistant varieties. The overall goal of this study is to determine the metabolic profiles of a susceptible (CB49-260) and resistant (SP80-3280) variety inoculated or not with Lxx and to compare the results with existing proteomic and transcriptomic data to define a core of targets (proteins, genes, and metabolites) that can be tested as markers of resistance in a collection of sugarcane varieties. Bacterial titers were quantified by Real-Time PCR (qPCR). The metabolites were profiled from the leaves and from the xylem saps collected at 30 and 120 days after inoculation (DAI). Untargeted analysis were performed with Gas Chromatography - Mass Spectrometry (GC-MS) and were carried out on leaves and sap from 120 DAI. Targeted analysis was executed with Liquid Chromatography - Tandem Mass Spectrometry (LC-MS/MS) on both tissues at both timepoints. To validate metabolomics results, a set of metabolites was chosen to be tested in vitro, in order to detect growth alterations caused to Lxx. qPCR confirmed the susceptibility of CB49-260 as it had higher titers than SP80-3280. Global analysis revealed that both varieties and tissues have different metabolic profiles but that those differences are more quantitative than qualitative. The targeted approach identified more amino acids, sugars, organic acids and phosphorylated compounds in the non-inoculated susceptible genotype, while the resistant one had higher abundance of phenolics. It was also shown that inoculation with Lxx results in more relative abundance of amino acids, organic acids, phosphorylated compounds and phenolics. Furthermore, a key amino acid for Lxx survival was related to inoculation on both varieties, as well as a known phenolic compound related to plant defense. Distinguished phenolics resulting from the targeted analysis were selected to evaluate their effect on Lxx growth in vitro. Although some compounds caused inhibition, further optimization of the methodology is needed to confirm these results. / O Raquitismo-da-soqueira (RSD) é uma grave doença que afeta todos os paises produtores de cana-de-açúcar. O principal sintoma do RSD é tamanho reduzido das plantas, observado apenas nas plantas-soca, o que pode resultar em perdas de biomassa em até 80%, dependendo das condições climáticas. A doença é causada por Leifsonia xyli subsp. xyli (Lxx), uma bactéria gram-positiva e fastidiosa, descrita até o presente momento como hospedeira natural apenas da cana-de-açúcar, colonizando principalmente os vasos do xilema. Todavia, a detecção precoce deste patógeno é o principal desafio para prevenção do RSD. O melhoramento genético para resistência ao RSD, apesar de viável, não é uma medida de controle adotada na prática. Como existe diferenças entre as variedades de cana em relação ao grau de colonização por Lxx e as perdas estão diretamente relacionadas ao título bacteriano, uma estratégia de melhoramento promissora é a seleção de genótipos que apresentam resistência à multiplicação bacteriana. Portanto, o conhecimento das respostas da cana-de-açúcar ao RSD em termos \"ômicos\" é um passo inicial primordial para a identificação de alvos-chave para melhorar variedades resistentes. O objetivo geral deste estudo foi determinar os perfis metabólicos de duas variedade, uma suscetível (CB49-260) e uma resistente (SP80-3280) inoculada ou não com Lxx e comparar os resultados com dados já existentes de proteômica e transcriptômica para definir um núcleo de alvos (proteínas, genes e metabólitos) que possam ser testados como marcadores de resistência em uma coleção de cana-de-açúcar. Os títulos bacterianos foram quantificados por PCR em tempo real (qPCR). Os perfis metabólicos foram elaborados a partir de folhas e fluído xilemático coletados aos 30 e 120 dias após inoculação (DAI). A análise não-direcionada foi realizada por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (GC-MS), usando folhas e extratos coletados aos 120 DAI. Já a análise direcionada foi efetivada via cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas em tandem (LC-MS/MS), em ambos tecidos e tempos de coleta. Para validar os resultados de metabolômica, um grupo de metabólitos destacado nas análises de metabolômica foi escolhido para testes in vitro e por fim detectar alterações no crescimento de Lxx. O resultado do qPCR confirmou a suscetibilidade da CB49-260, pois esta continha títulos superiores à SP80-3280. A análise global revelou que ambos variedades e tecidos possuem perfis metabólicos distintos, porém essas diferenças foram mais quantitativas que qualitativas. A análise direcionada identificou mais aminoácidos, açúcares, ácidos organicos e compostos fosforilados no genótipo suscetível não-inoculado, enquanto que o resistente apresentou maior abundância de compostos fenólicos. Também foi demonstrado que a inoculação com Lxx resultou em maior quantidade de aminoácidos, ácidos orgânicos, compostos fosforilados e fenólicos. Ademais, um aminoácido essencial à sobrevivência de Lxx foi relacionado à inoculação de ambas variedades, assim como um composto fenólico relacionado a defesa de plantas. O teste in vitro mostrou que, apesar de alguns compostos causarem inibição, é necessário aprimorar a metodologia utilizada para confirmar os resultados obtidos.

Atualmente, o Brasil é o maior produtor de cana-de-açúcar (Saccharum ssp.), no qual o estado de São Paulo é responsável por mais de 50% da produção. Esta cultura é hospedeira de diversos patógenos que podem limitar sua produção, dentre os quais se destaca a bactéria Leifsonia xyli subsp. xyli (Lxx), agente causal do raquitismo da soqueira (ratoon stunting disease - RSD). Pouco se sabe sobre a fisiologia deste organismo e quais as estratégias utilizadas por este para colonizar seu hospedeiro. No entanto, sabemos que para infectar e colonizar seus hospedeiros, é necessário que bactérias parasíticas superem estresses de diversas naturezas impostas durante estes processos, como os estresses oxidativo e o osmótico. Neste contexto, os objetivos deste trabalho foram identificar in silico e analisar a expressão in vitro, por qPCR, de genes relacionados a estes dois estresses. Uma análise da sequência do genoma de Lxx identificou 35 genes, sendo 8 relacionados ao estresse oxidativo, 9 relacionados ao estresse osmótico e 11 relacionados a estresse gerais, incluindo um cluster de 6 genes envolvidos na síntese de carotenoides. A expressão destes foi avaliada 60 minutos após exposição a 30mM de H2O2 ou 7% (p/v) de polietilenoglicol 6000 (PEG 6000). Sete genes foram avaliados como normalizadores das reações de qPCR. A quantificação do grau de peroxidação lipídica indicou que ambos os tratamentos resultaram em sensível peroxidação, muito embora o efeito do tratamento com PEG 6000 tenha sido maior do que o tratamento com H2O2. A exposição ao H2O2 aumentou a expressão dos genes katA (catalase), sodA (superóxido dismutase), msrA (Sulfóxido de metionina redutase) e msrB (Sulfóxido de metionina redutase) bem como de todos os genes responsáveis pela síntese de carotenoides. Por outro lado, todos os genes relacionados ao estresse osmótico foram menos expressos na presença deste composto. Já quando a bactéria foi exposta a PEG 6000, o oposto ocorreu, ou seja, os genes relacionados ao estresse osmótico, que são otsA (Trealose-6-fosfato sintase), otsB (Trealose fosfatase), treY (Malto-oligosil trealose sintase), treZ (Malto-oligosil trealose trealoidrolase), treS (Trealose sintase), proX (Proteína de ligamento em substrato, tipo ABC glicina betaína transportadora), proW (Proteína permease, tipo ABC glicina betaína transportadora), proZ (Proteína permease, tipo ABC glicina betaína transportadora) e Naggn (Amidotransferase), além dos genes do cluster carotenoide, foram mais expressos, ao passo que alguns dos genes ligados à resposta ao estresse oxidativo foram menos expressos. Verificou-se também, através de PCR convencional utilizando primers para amplificar as regiões entre os genes carotenoides, que estes são expressos como um RNA policistrônico, constituindo assim um operon. Estes resultados validam predições anteriores baseadas na análise in silico da sequência do genoma de Lxx, confirmando que Lxx possui mecanismos responsivos aos estresses osmótico e oxidativo aos quais é submetida durante o processo de infecção de seu hospedeiro. / Currently, Brazil is the largest producer of sugarcane (Saccharum spp.) and the state of São Paulo accounts for over 50% of the national production. This crop is host to many pathogens that may limit its production, among which the bacterium Leifsonia xyli subsp. xyli (Lxx), causal agent of ratoon stunting disease (RSD), is one of the most important. Little is known about the physiology of this organism and the strategies it uses to colonize its host. However, it is known that to infect and colonize their hosts, parasitic bacteria have to overcome stresses of various natures imposed during these processes, such as oxidative and osmotic stresses. In such context, the objectives of this study were to identify in silico and to analyze in vitro, by qPCR, the expression of Lxx genes related to these two stresses. The analysis of the genome sequence of Lxx identified 35 genes, of which 8 were related to oxidative stress, 9 to osmotic stress and 11 to general stress, including a cluster of 6 genes involved in the synthesis of carotenoids. The expression of these genes was assessed 60 minutes after exposure to either 30 mM of hydrogen peroxide (H2O2) or 7% (w/v) of polyethylene glycol 6000 (PEG6000). Seven genes were tested as normalizers of the qPCR reactions. The quantification of the level of lipid peroxidation in cells of Lxx indicated that both treatments induced substantial peroxidation, even though the effect of PEG6000 was greater than that of H2O2. The exposure to H2O2 resulted in higher expression of the genes katA (catalase), sodA (superoxide dismutase), msrA (sulfoxide methionine reductase) and msrB (sulfoxide methionine reductase), as well as all genes involved in the synthesis of carotenoids. On the other hand, the expression of all genes related to osmotic stress was reduced in the presence of this compound. When Lxx was exposed to PEG6000, the opposite was detected: the expression of the genes related to osmotic stress, otsA (Trehalose-6- phosphate synthase), otsB (trehalose phosphatase), treY (Malto-oligosil trehalose synthase) treZ (Malto-oligosil trehalose trehaloidrolase), treS (trehalose synthase), proX (ligament protein substrate, type ABC glycine betaine carrier), proW (permease protein, ABC type glycine betaine carrier), proZ (protein permease, type ABC glycine betaine carrier) and naggn (amidotransferase), along with the carotenoid genes was increased, while some of the genes linked to oxidative stress response were less expressed. It was also concluded through conventional PCR that the genes of the carotenoid cluster are expressed as a polycistronic RNA and, therefore, this arrangement constitutes an operon. These results validate previous in silico predictions that Lxx has mechanisms responsive to osmotic and oxidative stresses to which it is subjected during the process of infection of its host.

Made available in DSpace on 2016-08-17T18:39:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3653.pdf: 2793009 bytes, checksum: 247e499e66ebb17e3eb07a818050fc9a (MD5) Previous issue date: 2010-09-30 / The sugar cane is a semiperennial plant currently considered one of the most important crops in the world due to its ability to produce renewable energy (ethanol) and sugar. The soil quality, water availability and temperature are the main effects that made Brazil the largest producer. However some factors influence the sugarcane productivity, mainly diseases. Among them we can cite the ratoon stunting disease caused by the bacteria Leifsonia xyli subsp. xyli worldwide known to cause up-to-30% losses in the productivity. The spread of infected seedlings and the absence of external symptoms make it difficult to diagnose and require the use of laboratory techniques. Thermotherapy, cutting-material cleaning with detergent solutions and the use of resistant varieties are the key measures to contain the disease. Due to its easy spread and high rates of reduction in the productivity the objective of this study was to evaluate how the effect of four different concentrations of Lxx for four cuts, would affect the interaction varieties x cuts x bacterial concentration. Therefore it evaluates possible losses on the technological variants and the reliability of Dot blot test for the PCR from DNA extraction according to the protocol of CTAB. The analyzed data showed no significant reduction in varieties productivity in none of the four different bacterial concentrations including the control plants, as well as in technological variables on study. According to data the Dot blot technique was more sensitive than the PCR conditions utilized in this study. / A cana-de-açúcar é uma planta semi perene considerada atualmente uma das mais importantes culturas agrícolas no mundo devido a sua capacidade de produzir energia renovável (álcool) e açúcar. A qualidade do solo, a disponibilidade de água e principalmente a temperatura são os principais efeitos que tornaram o Brasil o maior produtor mundial. Entretanto alguns fatores interferem na produtividade dos canaviais principalmente as doenças. Dentre elas podemos citar o raquitismo-das-soqueiras causado pela bactéria Leifsonia xyli subsp. xyli mundialmente conhecido por causar perdas que podem chegar a 30% na produtividade. A disseminação de mudas contaminadas e a ausência de sintomas externos tornam difícil sua diagnose sendo necessário o uso de técnicas laboratoriais. Termoterapia, limpeza de material de corte com soluções detergentes e uso de variedades resistentes são as principais medidas para conter a doença. Devido a sua fácil disseminação e as altas taxas de redução na produtividade o objetivo deste trabalho foi avaliar como o efeito de quatro diferentes concentrações de Lxx, durante quatro cortes, afetaria as interações variedades x cortes x concentração bacteriana. Além de avaliar possíveis perdas nas variáveis tecnológicas e a confiabilidade do teste de Dot blot em relação ao PCR a partir da extração de DNA de acordo com o protocolo de CTAB. Os dados analisados mostraram que não houve redução significativa na produtividade das variedades em nenhuma das quatro diferentes concentrações bacterianas inclusive nas plantas testemunhas, assim como nas variáveis tecnológicas em estudo. De acordo com os dados a técnica de Dot blot mostrou-se mais sensível que a do PCR nas condições empregadas neste trabalho.

Submitted by LUCAS ALMEIDA DE HOLANDA null (lholanda@fca.unesp.br) on 2016-06-22T19:38:37Z No. of bitstreams: 1 Tese Lucas Almeida de Holanda. final.pdf: 2481423 bytes, checksum: 399b06ab7530167b27bd60030a5410cf (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-06-23T19:51:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 holanda_la_dr_bot.pdf: 2481423 bytes, checksum: 399b06ab7530167b27bd60030a5410cf (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-23T19:51:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 holanda_la_dr_bot.pdf: 2481423 bytes, checksum: 399b06ab7530167b27bd60030a5410cf (MD5) Previous issue date: 2016-04-26 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / O experimento teve o objetivo de avaliar os danos causados à soqueira da cana-de-açúcar pelo desgaste das facas do corte de base, ao longo de cinco horas de trabalho efetivo da colhedora, e sua influência no crescimento e na produtividade da safra seguinte. Foi realizado no município de Lençóis Paulista — SP, em duas áreas comerciais, das empresas PHD e Brasil Cana. Foram escolhidas duas áreas de cana planta, onde a primeira colheita foi realizada e avaliados os danos causados pelo corte de base à soqueira da cana. Nessas mesmas áreas, o crescimento da cultura foi acompanhado até a segunda colheita, isto é, primeira soca, para se verificar como esses danos poderiam afetar a cultura. As avaliações foram realizadas dentro de cada hora de trabalho da colhedora. As variáveis avaliadas foram número de colmos, porcentagem de falhas, tamanho das falhas, qualidade do corte, tocos abalados, perdas totais e perdas por toco, altura da planta e produtividade de colmos. As análises estatísticas foram feitas por meio do teste de Friedman, pois os dados não seguiram uma distribuição normal. Foi utilizado o software estatístico Minitab 16. Houve dano à soqueira causado pela colheita mecanizada. O desgaste das facas, até onde se avaliou, não aumentou o nível de dano na soqueira, porém piorou a qualidade do corte. Houve influência do desgaste das facas do corte de base sobre a redução da produtividade da cultura. / The experiment aimed to assess the damage caused to the sugarcane ratoon by the wear of the knives the basecutt, over five hours of effective work of the harvester, and its influence on the growth and productivity of the next harvest. The experiment was carried out in Lençóis Paulista - SP, in the commercial area of two agricultural companies. Two areas were selected, where the first crop was harvested and assessed the damages caused by the basic cut to sugarcane ratoon. In these same areas, it was followed the crop growth until the second crop, to verify how such damages could affect the crop. The evaluations were made in each machine working hours. The experiment was conducted in a completely randomized design. Four replications were performed in each machine working hour. The variables evaluated were number of stems, percentage of gaps, size of gaps, cut quality, shaken stumps, total losses and stump losses, height of the stem, and productivity. The statistical analysis was performed using the Friedman test, because the data did not follow a normal distribution. It was used the statistical software Minitab 16. The results showed that there was damage to the ratoon caused by mechanical harvesting. The wear of the knives, as far as has been evaluated, did not increase the level of damage to the stumps, but caused the worst quality cut. There was influence of base cut knives wear in reducing crop yield. / CNPq: 159785/2012-0

Atualmente, o Brasil é o maior produtor de cana-de-açúcar (Saccharum ssp.), no qual o estado de São Paulo é responsável por mais de 50% da produção. Esta cultura é hospedeira de diversos patógenos que podem limitar sua produção, dentre os quais se destaca a bactéria Leifsonia xyli subsp. xyli (Lxx), agente causal do raquitismo da soqueira (ratoon stunting disease - RSD). Pouco se sabe sobre a fisiologia deste organismo e quais as estratégias utilizadas por este para colonizar seu hospedeiro. No entanto, sabemos que para infectar e colonizar seus hospedeiros, é necessário que bactérias parasíticas superem estresses de diversas naturezas impostas durante estes processos, como os estresses oxidativo e o osmótico. Neste contexto, os objetivos deste trabalho foram identificar in silico e analisar a expressão in vitro, por qPCR, de genes relacionados a estes dois estresses. Uma análise da sequência do genoma de Lxx identificou 35 genes, sendo 8 relacionados ao estresse oxidativo, 9 relacionados ao estresse osmótico e 11 relacionados a estresse gerais, incluindo um cluster de 6 genes envolvidos na síntese de carotenoides. A expressão destes foi avaliada 60 minutos após exposição a 30mM de H2O2 ou 7% (p/v) de polietilenoglicol 6000 (PEG 6000). Sete genes foram avaliados como normalizadores das reações de qPCR. A quantificação do grau de peroxidação lipídica indicou que ambos os tratamentos resultaram em sensível peroxidação, muito embora o efeito do tratamento com PEG 6000 tenha sido maior do que o tratamento com H2O2. A exposição ao H2O2 aumentou a expressão dos genes katA (catalase), sodA (superóxido dismutase), msrA (Sulfóxido de metionina redutase) e msrB (Sulfóxido de metionina redutase) bem como de todos os genes responsáveis pela síntese de carotenoides. Por outro lado, todos os genes relacionados ao estresse osmótico foram menos expressos na presença deste composto. Já quando a bactéria foi exposta a PEG 6000, o oposto ocorreu, ou seja, os genes relacionados ao estresse osmótico, que são otsA (Trealose-6-fosfato sintase), otsB (Trealose fosfatase), treY (Malto-oligosil trealose sintase), treZ (Malto-oligosil trealose trealoidrolase), treS (Trealose sintase), proX (Proteína de ligamento em substrato, tipo ABC glicina betaína transportadora), proW (Proteína permease, tipo ABC glicina betaína transportadora), proZ (Proteína permease, tipo ABC glicina betaína transportadora) e Naggn (Amidotransferase), além dos genes do cluster carotenoide, foram mais expressos, ao passo que alguns dos genes ligados à resposta ao estresse oxidativo foram menos expressos. Verificou-se também, através de PCR convencional utilizando primers para amplificar as regiões entre os genes carotenoides, que estes são expressos como um RNA policistrônico, constituindo assim um operon. Estes resultados validam predições anteriores baseadas na análise in silico da sequência do genoma de Lxx, confirmando que Lxx possui mecanismos responsivos aos estresses osmótico e oxidativo aos quais é submetida durante o processo de infecção de seu hospedeiro. / Currently, Brazil is the largest producer of sugarcane (Saccharum spp.) and the state of São Paulo accounts for over 50% of the national production. This crop is host to many pathogens that may limit its production, among which the bacterium Leifsonia xyli subsp. xyli (Lxx), causal agent of ratoon stunting disease (RSD), is one of the most important. Little is known about the physiology of this organism and the strategies it uses to colonize its host. However, it is known that to infect and colonize their hosts, parasitic bacteria have to overcome stresses of various natures imposed during these processes, such as oxidative and osmotic stresses. In such context, the objectives of this study were to identify in silico and to analyze in vitro, by qPCR, the expression of Lxx genes related to these two stresses. The analysis of the genome sequence of Lxx identified 35 genes, of which 8 were related to oxidative stress, 9 to osmotic stress and 11 to general stress, including a cluster of 6 genes involved in the synthesis of carotenoids. The expression of these genes was assessed 60 minutes after exposure to either 30 mM of hydrogen peroxide (H2O2) or 7% (w/v) of polyethylene glycol 6000 (PEG6000). Seven genes were tested as normalizers of the qPCR reactions. The quantification of the level of lipid peroxidation in cells of Lxx indicated that both treatments induced substantial peroxidation, even though the effect of PEG6000 was greater than that of H2O2. The exposure to H2O2 resulted in higher expression of the genes katA (catalase), sodA (superoxide dismutase), msrA (sulfoxide methionine reductase) and msrB (sulfoxide methionine reductase), as well as all genes involved in the synthesis of carotenoids. On the other hand, the expression of all genes related to osmotic stress was reduced in the presence of this compound. When Lxx was exposed to PEG6000, the opposite was detected: the expression of the genes related to osmotic stress, otsA (Trehalose-6- phosphate synthase), otsB (trehalose phosphatase), treY (Malto-oligosil trehalose synthase) treZ (Malto-oligosil trehalose trehaloidrolase), treS (trehalose synthase), proX (ligament protein substrate, type ABC glycine betaine carrier), proW (permease protein, ABC type glycine betaine carrier), proZ (protein permease, type ABC glycine betaine carrier) and naggn (amidotransferase), along with the carotenoid genes was increased, while some of the genes linked to oxidative stress response were less expressed. It was also concluded through conventional PCR that the genes of the carotenoid cluster are expressed as a polycistronic RNA and, therefore, this arrangement constitutes an operon. These results validate previous in silico predictions that Lxx has mechanisms responsive to osmotic and oxidative stresses to which it is subjected during the process of infection of its host.

Sugarcane is harvested during nine months per year in Brazil with a wide range of water balance that ultimately affect response to nitrogen (N). However, a single N rate of approximately 1.1 kg N per Mg of sugarcane produced is used over the harvest season, applied as a single application few weeks after sugarcane harvest. In addition, there is a trend of growers to increase N rates in the green cane trash blanketing system (GCTB) of Brazil. This study aimed to test the hypothesis that optimal N management will be achieved by means of ascertaining N rates in each harvest season through split instead of single application. Five field trials were conducted in each harvest season (autumn: April to June; winter: July to September; and spring: October to December) across center-south region of Brazil in the 2016/2017 crop season. The experimental design was a N response curve with the N rates being defined according the yield obtained in the previous season (0.8; 1.0; 1.2 and 1.4 kg N per Mg sugarcane; plus an additional control); additional treatments with split N application were tested in autumn and winter, but not in spring. Sugarcane harvested during autumn presented higher response to N when compared to areas harvested in winter or spring. Higher responsiveness to N can be related to the lower water deficit suffered from sites harvested during autumn. Split application showed a limited but positive potential in increasing yields by 2.3 Mg ha-1 during autumn, but not in winter. Nitrogen rates of 1.0, 0.8, and 0.8 kg N Mg-1 can be recommended for sugarcane areas harvested respectively in autumn, winter and spring of center south, Brazil. The finding of this study is that optimal N management should consider the harvest time to ascertain N rates for profitable sugarcane production. / A cana-de-açúcar é colhida nove meses por ano no Brasil, com uma ampla variação no balanço hídrico, o que afeta significativamente a resposta ao nitrogênio (N). Contudo, uma única dose de aproximadamente 1,1 kg N por Mg de cana-de- açúcar produzida é usualmente utilizada durante esse período, aplicada em uma única vez algumas semanas após a colheita. Além disso, há uma tendência dos produtores em aumentar as doses de N em função do sistema brasileiro de colheita de cana crua. Este estudo objetiva testar a hipótese de que um manejo otimizado de N será alcançado por meio da averiguação de doses de N em cada época de colheita através do parcelamento ao invés de aplicação única. Cinco experimentos de campo foram conduzidos em cada época de colheita (começo de safra: abril a junho; meio de safra: julho a setembro; final de safra: outubro a dezembro) na região centro-sul do pais durante a safra 2016/2017. O delineamento experimental foi uma curva de resposta a doses de N, sendo as doses definidas de acordo com a produtividade obtida na última colheita (0,8; 1,0; 1,2 e 1,4 kg N por Mg de cana-de-açúcar; mais um controle); tratamentos adicionais com parcelamento de N foram testados no começo e meio de safra, mas não no final de safra. A cana-de-açúcar colhida no início de safra apresentou a maior resposta a N quando comparada às áreas colhidas no meio ou final de safra. Maior potencial de resposta a N pode estar relacionado ao menor déficit hídrico sofrido nos locais colhidos em início de safra. O parcelamento de N mostrou potencial positivo, mas limitado de resposta ao aumentar a produtividade de colmos em 2,3 Mg ha-1 no início de safra, mas não no meio de safra. Doses de 1,0; 0,8 e 0,8 kg N Mg-1 podem ser recomendadas para áreas colhidas no inícios, meio e final de safra, respectivamente, no centro-sul do Brasil. A descoberta desse trabalho é que o manejo otimizado do nitrogênio deve considerar a época de corte visando ajustar as doses de N para produção rentável de cana-de-açúcar.

O fósforo é um dos nutrientes que mais limita o crescimento das plantas, contudo existem controvérsias sobre a resposta das soqueiras de cana-açúcar à adubação fosfatada. Foram conduzidos dois experimentos com o objetivo de compreender a dinâmica do fósforo no solo sob cultivo de cana-de-açúcar RB85 5536, com ênfase na adubação de soqueira, e a fim de estabelecer fontes de fósforo adequadas para este sistema. Um dos experimentos visou compreender as reações ao redor de grânulos de fertilizantes fosfatados, assim como observar a difusão de P a partir destes grânulos. O segundo experimento, objetivou entender a dinâmica do P em solo sob soqueira adubada com fontes de fósforo. Os resultados deste estudo mostram diferenças entre os adubos com respeito à labilidade e à mobilidade de P no solo. A mobilidade foi encontrada intimamente relacionada com o pH do solo, teores de argila e CaCO3 e reações iniciais de precipitação, sendo esta última predominante em torno do grânulo. A taxa à qual P se moveu a partir do grânulo para o solo foi intimamente relacionada com o teor de argila do solo, assim, quanto menor o teor de argila maior é a distância percorrida pelo ânion fosfato. A maior mobilidade P foi encontrada com uso das fontes a base de fosfato monoamônico. Em contraste, os grânulos de Estruvita permaneceram intactos e mostrou-se um P de menor mobilidade. Por meio de estudo de Estruvita sequencial foi investigado a dinâmica do adubo P após mover-se a partir do grânulo para o solo. Em geral, mais de 50% do fertilizante P foi recuperado como P lábil nos primeiros 13,5 mm a partir do local de colocação dos fertilizantes. O revestimento de fosfato monoamônico com enxofre elementar ou ácido húmico não aumentou a labilidade ou a mobilidade a partir desse fertilizante. Reações de protonação e desprotonação de fosfato parecem afetar o pH do solo em torno dos grânulos. As reações envolvendo o N em algumas fontes provaram ser mais atuantes na alteração do pH. Em solo sob cultivo de cana-de-açúcar, as frações de P no solo mais alteradas pela adubação fosfatada foram a de P extraído com resina trocadora de ânions e P extraível com NaOH 0,1 mol L-1, fração lábil e moderadamente lábil, respectivamente. Contudo, esses efeitos foram evidenciados somente após a reaplicação dos fertilizantes fosfatados na segunda safra avaliada, em que também foi evidenciado sinergismo entre essas frações de P. Embora algumas fontes tenham promovido aumento no teor de P disponível no solo, nem segunda ou terceira soqueira de cana-de-açúcar, apresentaram influencia à adubação fosfatada, mesmo com a reaplicação dos fertilizantes na terceira soqueira. / Among the nutrients, phosphorus is one of those who limit plant growth, however there are controversies about the response from the phosphate fertilization. Thus, in order to understand the dynamics of phosphorus in soil under cultivation of sugarcane\'s ratoon, and also establish more suitable phosphorus sources for that system, two experiments were carried out. The first one, aiming to understand reactions around of the granules of phosphate fertilizers as well as to observe P diffusion. And another experiment aiming understands the dynamics of P in soil under ratoon fertilized with phosphorus sources. The results of this study show differences between fertilizers with respect to lability and mobility of P in the soil. P mobility was found closely related to soil pH, clay and CaCO3 precipitation and initial reactions, the latter in turn are prevalent around the granules. The rate at which P moves from the pellet was closely related to the clay content. The distance traveled decreases as the increase of clay content. The greater P mobility was found where monoammonium phosphates were applied base. In contrast, Struvite granules remain intact and showed lower mobility. A sequential fractionation study was used to investigate the P-fertilizer behavior after moving outward of granules. Overall, more than 50% of P fertilizer was recovered labile P as the first 13,5 mm from fertilizer placement. e monoammonium phosphate coating with elemental sulfur and humic acid, did not improve lability or mobility from that fertilizer. Reactions of phosphate protonation and deprotonation seems to affect the soil pH around the granules. However, reactions involving N fertilizer proved more remarkable. In soil under sugarcane cultivation, the P extracted with anion exchange resin and e P extracted with 0.1 M NaOH were the P fractions most affected by phosphorus fertilization were, labile and moderately labile fractions, respectively. However, these effects were evident only after the reapplication of fertilizers on the second assessed ratoon. In this experiment synergism between these fractions P was also observed. Although some sources increased available P in soil, nor second neither third ratoon of sugarcane, RB85 5536, responded to fertilization, even with the fertilizers reapplication in the third ratoon.

O fósforo é um dos nutrientes que mais limita o crescimento das plantas, contudo existem controvérsias sobre a resposta das soqueiras de cana-açúcar à adubação fosfatada. Foram conduzidos dois experimentos com o objetivo de compreender a dinâmica do fósforo no solo sob cultivo de cana-de-açúcar RB85 5536, com ênfase na adubação de soqueira, e a fim de estabelecer fontes de fósforo adequadas para este sistema. Um dos experimentos visou compreender as reações ao redor de grânulos de fertilizantes fosfatados, assim como observar a difusão de P a partir destes grânulos. O segundo experimento, objetivou entender a dinâmica do P em solo sob soqueira adubada com fontes de fósforo. Os resultados deste estudo mostram diferenças entre os adubos com respeito à labilidade e à mobilidade de P no solo. A mobilidade foi encontrada intimamente relacionada com o pH do solo, teores de argila e CaCO3 e reações iniciais de precipitação, sendo esta última predominante em torno do grânulo. A taxa à qual P se moveu a partir do grânulo para o solo foi intimamente relacionada com o teor de argila do solo, assim, quanto menor o teor de argila maior é a distância percorrida pelo ânion fosfato. A maior mobilidade P foi encontrada com uso das fontes a base de fosfato monoamônico. Em contraste, os grânulos de Estruvita permaneceram intactos e mostrou-se um P de menor mobilidade. Por meio de estudo de Estruvita sequencial foi investigado a dinâmica do adubo P após mover-se a partir do grânulo para o solo. Em geral, mais de 50% do fertilizante P foi recuperado como P lábil nos primeiros 13,5 mm a partir do local de colocação dos fertilizantes. O revestimento de fosfato monoamônico com enxofre elementar ou ácido húmico não aumentou a labilidade ou a mobilidade a partir desse fertilizante. Reações de protonação e desprotonação de fosfato parecem afetar o pH do solo em torno dos grânulos. As reações envolvendo o N em algumas fontes provaram ser mais atuantes na alteração do pH. Em solo sob cultivo de cana-de-açúcar, as frações de P no solo mais alteradas pela adubação fosfatada foram a de P extraído com resina trocadora de ânions e P extraível com NaOH 0,1 mol L-1, fração lábil e moderadamente lábil, respectivamente. Contudo, esses efeitos foram evidenciados somente após a reaplicação dos fertilizantes fosfatados na segunda safra avaliada, em que também foi evidenciado sinergismo entre essas frações de P. Embora algumas fontes tenham promovido aumento no teor de P disponível no solo, nem segunda ou terceira soqueira de cana-de-açúcar, apresentaram influencia à adubação fosfatada, mesmo com a reaplicação dos fertilizantes na terceira soqueira. / Among the nutrients, phosphorus is one of those who limit plant growth, however there are controversies about the response from the phosphate fertilization. Thus, in order to understand the dynamics of phosphorus in soil under cultivation of sugarcane\'s ratoon, and also establish more suitable phosphorus sources for that system, two experiments were carried out. The first one, aiming to understand reactions around of the granules of phosphate fertilizers as well as to observe P diffusion. And another experiment aiming understands the dynamics of P in soil under ratoon fertilized with phosphorus sources. The results of this study show differences between fertilizers with respect to lability and mobility of P in the soil. P mobility was found closely related to soil pH, clay and CaCO3 precipitation and initial reactions, the latter in turn are prevalent around the granules. The rate at which P moves from the pellet was closely related to the clay content. The distance traveled decreases as the increase of clay content. The greater P mobility was found where monoammonium phosphates were applied base. In contrast, Struvite granules remain intact and showed lower mobility. A sequential fractionation study was used to investigate the P-fertilizer behavior after moving outward of granules. Overall, more than 50% of P fertilizer was recovered labile P as the first 13,5 mm from fertilizer placement. e monoammonium phosphate coating with elemental sulfur and humic acid, did not improve lability or mobility from that fertilizer. Reactions of phosphate protonation and deprotonation seems to affect the soil pH around the granules. However, reactions involving N fertilizer proved more remarkable. In soil under sugarcane cultivation, the P extracted with anion exchange resin and e P extracted with 0.1 M NaOH were the P fractions most affected by phosphorus fertilization were, labile and moderately labile fractions, respectively. However, these effects were evident only after the reapplication of fertilizers on the second assessed ratoon. In this experiment synergism between these fractions P was also observed. Although some sources increased available P in soil, nor second neither third ratoon of sugarcane, RB85 5536, responded to fertilization, even with the fertilizers reapplication in the third ratoon.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:30Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-06-20Bitstream added on 2014-06-13T20:18:17Z : No. of bitstreams: 1 viana_rs_me_jabo.pdf: 161687 bytes, checksum: f5ac1d697b173d61681a955dc7cb0f50 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O objetivo deste experimento foi avaliar as variáveis tecnológicas e o efeito de maturadores químicos na cultura da cana-de-açúcar no final de safra, e a ação na erradicação da soqueira em áreas de reforma do canavial visando a utilização da técnica do plantio direto ou cultivo mínimo, na cultivar RB72454 em cana soca 4o corte. O delineamento experimental utilizado foi em blocos casualizados, em esquema de parcelas subdivididas, sendo os tratamentos principais constituídos pela: testemunha, glifosato aplicado nas dosagens de 0,4, 3,0 e 6,0 L de produto comercial por hectare (p.c.ha-1), e sulfometuron-metil (aplicado na dosagem de 20 g p.c ha-1) e os tratamentos secundários constituíram-se das diferentes épocas de amostragens aos 0, 11, 18, 28, 35, 43 dias após a aplicação (daa) ocorrido em 21/10/05. Foram avaliados em cada amostragem o Brix , Pol, Pureza do caldo, AR (%), Fibra cana (%). Aos 62 dias após a colheita e aos 290 (dac) foram realizadas as contagens do número de perfilhos e a altura de planta. Concluiu-se que a aplicação destes tratamentos como maturadores químicos promoveram aumento significativo sobre as variáveis tecnológicas da planta como: Brix cana(%), Pol cana(%), TPH, e ATR (Kg t-1) ao longo das épocas de amostragens destacando-se o glifosate 0,4 L de p.c ha-1 e sulfometuron-metil 20g ha-1 aos 28 dias após a aplicação, onde houve maior retorno econômico por hectare. Os tratamentos realizados não afetaram os compostos fenólicos, acidez total e acidez volátil. O emprego do glifosato (0,4 L de p.c ha-1), não afetou a brotação da soqueira e o numero de perfilhos por metro; e a altura de plantas quando comparado com a testemunha aos 62 dias após a colheita (dac). Nos tratamentos com glifosato (6,0 e 3,0 L de p.c ha-1) não houve a erradicação da planta embora estas doses tenham afetado negativamente o desenvolvimento inicial da soqueira... / The objective of this work was to evaluate chemical and technological characteristics and study the effect of chemical ripeners in the sugarcane variety RB72454, at the end of the harvest season, and ratoon eradication of the, on a sugarcane reformed area, aiming the use of no-tillage or minimum tillage. The experimental design was arranged in randomized blocks with split split-plots, being the main treatments: Control; Roundup (glyphosate), at a dosage of 0.4 L of commercial product per hectare; Roundup (glyphosate), at a dosage of 3.0 L of commercial product per hectare; Roundup (glyphosate), at a dosage of 6.0 L of commercial product per hectare; Curavial (sulphometuron-methyl) at a dosage of 20 g of commercial product per hectare. The secondary treatments were sampling dates, respectively: 0 days after application (d.a.a.); 11 d.a.a; 18 d.a.a; 28 d.a.a.; 35 d.a.a. and 43 d.a.a. The following variables were measured: number of tillers per linear meter and plant structure at 62 and 290 days after harvest. As result of this study, the application of these treatments as chemical ripeners promoted a significant increase over the technological variables of the plant as: cane Brix (%), cane Pol (%), TPH, cane fiber (%) and ATR along the evaluated sampling seasons, emphasizing glyphosate at a dosage of 0.4 L of commercial product per hectare and sulphometuron-methyl at a dosage of 20 g of commercial product per hectare. Relatively to seasons, the best results were accomplished in the 4th sampling season, 28 days after application, where there was a better economic return per hectare. The use of the chemical ripeners, in the sugarcane crop, did not affect some important technological characteristics, for the industry quality samples, such as: phenolic compounds, total acidity, and volatile acidity. The precipitation that occurred during the sampling period (43 daa) benefited the reestablishment ...(Complete abstract, click electroni access below)

Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Brazil is the main world producer of sugarcane (Saccharum ssp.), being the activity of the Brazilian sugarcane industry in continuous expansion, which can be seen due to increasing both the production capacity as agricultural areas intended for the cultivation. However, the increase of the production costs and the expansion of cultivation to less productive areas have increasingly demanded strategies to safeguard the sector's profitability. In this sense, studies of environmental factors that limit the yield of sugarcane crops are fundamental and can cite the biotic stresses caused by pathogenic microorganisms and the weeds. Plants respond differently to various types of stress, and, in general, are firstly affected in their physiological and photosynthetic properties. Therefore, the analysis of ecophysiological parameters - being this a tool to detect small deviations from normality of the photosynthetic performance - can provide useful information about the behavior of plants under stressful conditions caused by the disease and weed competition. Thus, this study aimed to evaluate the behavior of four different sugarcane varieties submitted to the stresses caused by the bacterium Leifsonia xyli subsp. xyli (Lxx) - causal agent of Ratoon stunting disease (RSD) - and competition with the weed plant Brachiaria decumbens Stapf., correlating the production data with the ecophysiological responses resulting from the stress condition. To this finality, stem segments with just one bud were planted in plastic trays and kept in a greenhouse, being the seedlings subsequently transplanted to the field, where were measured both yield parameters (biometric and technological), the fluorescence of chlorophyll a and the gas exchange of plants subject, or not, to mentioned stressors. The experimental design used was the randomized block design with four replications, in a split-plot scheme, being the plots composed by varieties Co 997, RB867515, RB92579 and RB951541; and the subplots by the induction or not of stress factor. Regarding Lxx inoculation, RB92579 and RB951541 varieties were less sensitive to the RSD effects, since both ecophysiological and yield parameters were just a little bit affected by disease, while RB867515 and Co 997 varieties underwent changes in many parameters, highlighting the decline of photosynthetic rate and the reduction of height and diameter of the stalks. Regarding weed competition with B. decumbens, the four varieties tested were affected in all parameters, resulting in significant losses of yield, being that the RB92579 variety showed higher competitive ability than the others. Thus, the use of ecophysiological analysis tool is feasible to aid the work of selection of tolerant sugarcane genotypes to typical adverse situations of his cultivation. / O Brasil é o principal produtor mundial de cana-de-açúcar (Saccharum ssp.), entando a atividade do setor sucroenergético brasileiro em contínua expansão, o que pode ser constatado devido ao aumento crescente tanto da capacidade produtiva como das áreas agrícolas destinadas à cultura. No entanto, o aumento dos custos de produção e a expansão do cultivo para áreas menos produtivas têm exigido cada vez mais estratégias capazes de salvaguardar a rentabilidade do setor. Nesse sentido, os estudos dos fatores ambientais que limitam o rendimento dos canavias são fundamentais, podendo-se citar os estresses bióticos causados pelos microrganismos fitopatogênicos e pelas plantas infestantes. As plantas respondem de formas diferentes aos diversos tipos de estresse, sendo que, em geral, são primeiramente afetadas em suas propriedades fisiológicas e fotossintéticas. Isto posto, a análise dos parâmetros ecofisiológicos – sendo uma ferramenta capaz de detectar pequenos desvios da normalidade do desempenho fotossintético – pode fornecer informações úteis acerca do comportamento das plantas sob as condições estressantes causadas por doenças e pela matocompetição. Assim, o presente estudo teve por objetivo avaliar o comportamento de quatro diferentes variedades de cana-de-açúcar submetidas aos estresses causados pela bactéria Leifsonia xyli subsp. xyli (Lxx) – agente causal da doença Raquitismo da soqueira (RSD) – e pela competição com a planta infestante Brachiaria decumbens Stapf., correlacionando os dados de produção com as respostas ecofisiológicas decorrentes da condição de estresse. Para tal, segmentos de colmo com apenas uma gema foram plantados em bandejas plásticas e mantidos em casa de vegetação, sendo as mudas posteriormente transplantadas para o campo, onde foram mensurados os parâmetros de produção (biométricos e tecnológicos), a fluorescência da clorofila a e as trocas gasosas de plantas sujeitas ou não aos fatores de estresse mencionados. Foi utilizado o delineamento experimental em blocos casualizados, com quatro repetições, em esquema de parcelas subdivididas, sendo as parcelas compostas pelas variedades Co 997, RB867515, RB92579 e RB951541; e as subparcelas pela imposição ou não do fator de estresse. Em relação à inoculação de Lxx, as variedades RB92579 e RB951541 foram menos sensíveis aos efeitos do RSD, uma vez que, tanto parâmetros ecofisiológicos como de produção foram pouco influenciados pela doença, ao passo que as variedades RB867515 e Co 997 sofreram alterações em diversos parâmetros, com destaque para o declínio da taxa fotossintética e redução da estatura e diâmetro dos colmos. Em relação à matocompetição com B. decumbens, as quatro variedades testadas foram afetadas em todos os parâmetros, acarretando em perdas expressivas de produtividade, sendo a variedade RB92579 a que demonstrou maior habilidade competitiva. Assim, uso da ferramenta de análise ecofisiológica é viável no auxílio aos trabalhos de seleção de genótipos de cana-de-açúcar tolerantes às situações adversas própria do seu cultivo.