Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The sustainability of irrigation management implies a conservatory management and environmentally sustainable. The deficit irrigation can be used to obtain high water productivity without, however, cause significant losses in seed yield of culture. This study aims to evaluate the effects of different deficit irrigation management on morphological indices (leaf area, plant height), physiological (photosynthetic rate, stomatal conductance, transpiration rate), forage production and grain yield, and to identify the deficit irrigation management that has the highest water productivity. The experiment was conducted inside a mobile greenhouse, that preventes the rainfall on the experimental area. The experimental design was completely randomized design with three replications. Five irrigation management treatments using sorghum were tested; the treatments were maintained with 100, 75, 50 and 25% ETc Kc single and 100% ETc Kc dual. It was also evaluated the daily water storage and accumulated water losses of the soil profile, and weekly morphological characteristics of sorghum (plant height and leaf area index). Some physiological characteristics of the sorghum plants were evaluated, such as: photosynthetic rate, stomatal conductance, intrinsic efficiency of water use and total plant photosynthesis. Besides, it was also measured the sorghum grain yield, water productivity and irrigation water productivity. A 25% reduction in water application caused a reduction of 6.5 cm (7%) in the sorghum plant height and 5% in leaf area index of plants. A 75% reduction in the application of irrigation water deficit, reducing from 100 to 25% ETc Kc single reduced 0.675 mol H2O m-2 s-1 in stomatal conductance and 43.50 mol CO2 m-1s-1 in photosynthetic rate,. The reduction in the replacement of ETc also showed linear reduction in photosynthesis total sorghum plants. A 25% reduction in the application of water caused a reduction of 7414, 2169 e 1113 kg ha-1 in the green dry matter, dry matter production and grain yield, respectively. The maximum technical efficiency of water productivity was observed with the replacement of 64% ETc Kc single, and the irrigation water productivity and economic return reduced with the increased of 25 to 100% ETc Kc single. The irrigation management with 100% ETc Kc dual parameterized by FAO, provided a reduction in water application of 120 mm compared to irrigation management with 100% ETc Kc single. The morphological characteristics, green and dry mass yield and grain yield of sorghum plants were similar between these two irrigation managements. Plants maintained at 100% ETc Kc dual had better rates for water productivity and irrigation water productivity compared to those obtained with the irrigation treatment 100% ETc Kc single. / A sustentabilidade do manejo de irrigação implica em uma gestão conservatória e ambientalmente sustentável. A irrigação deficitária pode ser utilizada para obtenção de elevada produtividade da água sem, no entanto, ocasionar perdas expressivas na produtividade de grãos da cultura. O presente trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos de diferentes manejos de irrigação deficitária sobre os índices morfológicos (área foliar, altura de plantas), fisiológicos (taxa fotossintética, condutância estomática, taxa de transpiração), produção de forragem e produtividade de grãos do sorgo, além de identificar o manejo de irrigação deficitária que apresenta a maior produtividade da água. O experimento foi desenvolvido no interior de uma cobertura móvel, sob trilhos, que quando fechada impedia o ingresso da precipitação pluvial no interior da área experimental. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualisado, com três repetições. Foram testados cinco tratamentos de manejo de irrigação na cultura do sorgo, sendo os tratamentos mantidos com 100, 75, 50 e 25 % ETc Kc simples e 100% ETc Kc dual. Diariamente foram avaliados o armazenamento e perdas acumuladas de água no solo e, semanalmente, as características morfológicas do sorgo (altura de plantas e o índice de área foliar). As seguintes características fisiológicas das plantas de sorgo foram avaliadas: taxa fotossintética, condutância estomática, eficiência intrínseca do uso da água e fotossíntese total da planta. Determinou-se a produtividade de grãos do sorgo, produtividade da água e produtividade da água irrigada. A redução de 25% na aplicação da água provocou redução de 6,5 cm (7%) na altura das plantas de sorgo e 5% no índice de área foliar das plantas. A redução de 75% na aplicação da água na irrigação deficitária passando de 100 para 25% a ETc Kc simples, reduziu em até 0,675 mol H2O m-2 s-1 a condutância estomática e 43,50 mol CO2 m-1s-1 a taxa fotossintética. Esta redução na reposição da ETc também apresentou redução linear na fotossíntese total das plantas de sorgo. As irrigações deficitárias ocasionam redução na produção de forragem e de grãos. A redução de 25% na aplicação da água provocou redução de 7414, 2169 e 1113 kg ha-1 na PMV, PMS, e rendimento de grãos, respectivamente. A máxima eficiência técnica da produtividade da água foi observada com a reposição de 64% da ETc Kc simples e, o valor da produtividade da água irrigada e do retorno econômico aumentou com a redução de 100% para 25% da ETc Kc simples. O manejo de irrigação com 100% de ETc Kc dual, parametrizado pela FAO, proporcionou uma redução na aplicação de água de 120 mm em relação ao manejo de irrigação com 100 % de ETc Kc simples. As características morfológicas, produtividade de massa verde e massa seca e rendimento de grãos das plantas de sorgo foram semelhantes entre estes dois manejos de irrigação. As plantas mantidas com 100% da ETc Kc dual apresentaram melhores índices para a produtividade de água e produtividade de água irrigada em comparação aos obtidos com a irrigação do tratamento 100% de ETc Kc simples.

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O grau de interferência das plantas daninhas sobre a cultura depende de fatores ligados à comunidade infestante (composição específica, densidade e distribuição), à cultura (espécie, cultivar, espaçamento e densidade de plantio) e à época extensão de convivência, podendo ser alterado pelas condições de solo, clima e manejo. Portanto, este trabalho teve como objetivo avaliar a composição da comunidade infestante durante o ciclo da cultura e determinar os períodos de interferência das plantas daninhas na cultura do sorgo sacarino. O experimento foi instalado em campo experimental na Embrapa Agrossilvipastoril, no município de Sinop, MT. O delineamento experimental foi de blocos ao acaso com três repetições. Os tratamentos foram constituídos de dois períodos: controle e convivência das plantas daninhas em diferente estádio fenológico da cultura: 0-V3, 0-V5, 0-V7, 0-V9 e 0-V11 e mais duas testemunhas, uma constantemente limpa e outra em convivência com plantas daninhas durante todo ciclo da cultura. No levantamento fitossociológico da comunidade infestante foram encontradas 15 espécies inseridas em 9 famílias botânicas. As espécies daninhas dominantes na área experimental foram: Commelina benghalensis, Panicum maximum, Eleusine indica, Digitaria insularis e Cyperus esculentus. Ao final do ciclo da cultura Commelina benghalensis e Panicum maximum foram as duas espécies de maior importância relativa na área. A densidade de plantas daninhas diminuiu e acúmulo de massa seca aumentou linearmente com passar do tempo, respectivamente. Verificou-se, que a convivência da cultura com a comunidade infestante não afetou o ºBrix, no entanto, ocasionou redução linear no diâmetro de colmo e na altura da planta do sorgo sacarino. Considerando a tolerância de 5% na redução de produtividade de colmos, observou-se que o período total de prevenção a interferência, o período que antecede a interferência e o período crítico de prevenção a interferência corresponderam ao estádio fenológico: V11, V3 e V3 a V11, respectivamente. A ausência de controle da comunidade infestante durante todo o ciclo da cultura reduziu o rendimento de colmos em 51,22%. / The sweet sorghum crop stands out in the national scenario as an interesting alternative to ethanol production in the inter-crop period of sugar cane. Among the crop treating necessary for the best development of the crop, the weed management deserves attention. The degree of weed interference on the crop depends on factors connected to the weed community (specific composition, density, distribution), to the crop (species, cultivate, spacing and planting densities) and to the season extension of coexistence, and it can be changed by the conditions of soil, climate and management. Therefore, this work had as objective the composition of weed community and evaluate the weed interference periods on the sweet sorghum crop. The experiment was installed under field conditions at Agrossilvipastoril Embrapa, Sinop, MT. The experimental design was randomized block with three replications. The treatments consisted of two periods: control and weeds coexistence at different crop physiological stages: 0-V3, 0-V5, 0-V7, 0-V9 e 0-V11 and two more witnesses, one constantly clean and other in coexistence with weeds during the crop cycle. In the phytosociological survey of weed community were found 15 species inserted in 9 botanical families. The weed species dominant in the experimental field were: Commelina benghalensis, Panicum maximum, Eleusine indica, Digitaria insularis and Cyperus esculentus. At the end of Commelina benghalensis and Panicum maximum crop cycle were the two species of greater relative importance in the area. The weed density decreased and dry matter accumulation increased linearly over time, respectively. It was found that the coexistence of the crop with the weed community not affected the º Brix, however, occasioned decreased linear in the culms diameter and plant height sweet sorghum. Accepting losses of 5% in culms productivity, it was observed that the critical time of weed removal, the critical weed-free period and the critical period of weed control corresponded to phenological stage: V11, V3 end V3 to V11, respectively. The lack of weed control throughout crop cycle decreased culms yield in 51, 22%.

A estrutura populacional e o desequilíbrio de ligação são dois processos fundamentais para estudos evolutivos e de mapeamento associativo. Tradicionalmente, ambos têm sido investigados por meio de métodos clássicos comumente utilizados. Tais métodos certamente forneceram grandes avanços no entendimento dos processos evolutivos das espécies. No entanto, em geral, nenhum deles utiliza uma visão genealógica de forma a considerar eventos genéticos ocorridos no passado, dificultando a compreensão dos padrões de variação observados no presente. Uma abordagem que possibilita a investigação retrospectiva com base no atual polimorfismo observado é a teoria da coalescência. Assim, o objetivo deste trabalho foi analisar, com base na teoria da coalescência, a estrutura populacional e o desequilíbrio de ligação de um painel mundial de acessos de sorgo (Sorghum bicolor). Para tanto, análises de mutação, migração com fluxo gênico e recombinação foram realizadas para cinco regiões genômicas relacionadas à altura de plantas e maturidade (Dw1, Dw2, Dw4, Ma1 e Ma3) e sete populações previamente selecionadas. Em geral, elevado fluxo gênico médio (Μ = m/μ = 41,78 − 52,07) foi observado entre as populações considerando cada região genômica e todas elas simultaneamente. Os padrões sugeriram intenso intercâmbio de acessos e história evolutiva específica para cada região genômica, mostrando a importância da análise individual dos locos. A quantidade média de migrantes por geração (Μ) não foi simétrica entre pares recíprocos de populações, de acordo com a análise individual e simultânea das regiões. Isso sugere que a forma pela qual as populações se relacionaram e continuam interagindo evolutivamente não é igual, mostrando que os métodos clássicos utilizados para investigar estrutura populacional podem ser insatisfatórios. Baixas taxas médias de recombinação (ρL = 2Ner = 0,030 − 0,246) foram observadas utilizando o modelo de recombinação constante ao longo da região. Baixas e altas taxas médias de recombinação (ρr = 2Ner = 0,060 − 3,395) foram estimadas utilizando o modelo de recombinação variável ao longo da região. Os métodos tradicional (r2) e via coalescência (E[r2 rhomap]) utilizados para a estimação do desequilíbrio de ligação mostraram resultados próximos para algumas regiões genômicas e populações. No entanto, o r2 sugeriu padrões descontínuos de desequilíbrio em várias ocasiões, dificultando o entendimento e a caracterização de possíveis blocos de associação. O método via coalescência (E[r2 rhomap]) forneceu resultados que pareceram ter sido mais consistentes, podendo ser uma estratégia eventualmente importante para um refinamento dos padrões não-aleatórios de associação. Os resultados aqui encontrados sugerem que o mapeamento genético a partir de um único pool gênico pode ser insuficiente para detectar associações causais importantes para características quantitativas em sorgo. / Population structure and linkage disequilibrium are two fundamental processes for evolution and association mapping studies. Traditionally, both have been investigated using classical methods that are commonly used. These methods certainly provided important advances for the understanding of the evolution processes of the species. However, in general, none of them uses a genealogical view to consider genetic events occurred in the past, making difficult the understanding of the variation patterns observed in the present. An approach that enables the retrospective investigation based on the actual observed polymorphism is the coalescent theory. Here, we used the coalescent theory to analyze the population structure and linkage disequilibrium of a worldwide sorghum (Sorghum bicolor) accession panel. To reach this purpose, analyses of mutation, migration with gene flow and recombination were performed to five genomic regions related to plant height and maturity (Dw1, Dw2, Dw4, Ma1 e Ma3) and seven previously selected populations. In general, high average gene flow (Μ = m/μ = 41,78 − 52,07) was observed between populations considering each genomic region and all the regions simultaneously. The patterns suggested a high exchance of accessions between populations and a specific evolutionary history for each genomic region, showing that the individual analysis of each locus was important. The average number of migrants per generation (Μ) was not symmetric between reciprocal pairs of populations, according to the specific and simultaneous analyses of the regions. This result suggests that the historical and recent evolutionary relations between populations are not equal, showing that the classical methods to investigate population structure may be unsatisfactory. Low average recombination rates (ρL = 2Ner = 0,030 − 0,246) were observed using a constant recombination model along the region. Low and high average recombination rates (ρr = 2Ner = 0,060 − 3,395) were estimated using a variable recombination model along the region. Both traditional (r2) and coalescent (E[r2 rhomap]) methods for the estimation of linkage disequilibrium showed similar results for some genomic regions and populations. However, r2 suggested discontinuous patterns of linkage disequilibrium in several cases, making difficult the understanding and definition of the association blocks. The coalescent method (E[r2 rhomap]) provided results that seemed to be more consistent and could be an eventually important strategy to refine the non-random association patterns. The results detected here suggest that the genetic mapping from a unique gene pool may be insufficient to detect important causal associations for quantitative traits in sorghum.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Global demand for biofuels/ethanol has increased in recent years, the sweet sorghum is a promising alternative for the increase of ethanol production. It's species of vigorous growth, short cycle, propagated by seeds and mechanizable culture. The evaluation of sowing dates and row spacing, for production of sweet sorghum seeds allows the characterization of the physiological quality and quantification of production. The objective is to bring information more efficiently in growing technologies for production of sweet sorghum seeds by sowing dates adjustment and line spacing as well as more responsive indication of cultivars for the conditions of the Central Region of Rio Grande do Sul. The research was conducted in the experimental area of the Department of Plant Science and analyzes of physiological quality were made in Didactic Laboratory and Research in seeds of the Federal University of Santa Maria in Santa Maria, RS. Were sown sorghum saccharine BR506, BR511, BR509 and Fepagro 19. On the following dates: first year 27/10/2012, 28/11/2012 and 18/12/2012 and the second year in 16/10/2013, 15/11/2013 and 16/12/2013 and in plots with five meters long, with four rows in the spacings of 0.42, 0.50 and 0.70 meters between rows, with four replications. All cultivars have potential for the production of seeds. The time factor is predominant for the production of seeds. Sowings of November and December were more promising for the production of quality seeds. / A demanda mundial por biocombustíveis/etanol vem aumentando nos últimos anos, o sorgo sacarino é uma alternativa promissora para o aumento da produção de etanol. É uma espécie de crescimento vigoroso, ciclo curto, propagado por sementes e é uma cultura mecanizável. A avaliação de épocas de semeadura e espaçamentos entre fileiras, para produção de sementes do sorgo sacarino permite a caracterização da qualidade fisiológica e a quantificação da produção O objetivo do trabalho é trazer informações de tecnologias de cultivo mais eficiente na produção de sementes de sorgo sacarino pelo ajuste de épocas de semeadura e espaçamento entre fileiras, bem, como indicação de cultivares mais responsivas para as condições da Região Central do Rio Grande do sul. A pesquisa foi conduzida na área experimental do Departamento de Fitotecnia e as análises da qualidade fisiológica no Laboratório Didático e de Pesquisas em Sementes da Universidade Federal de Santa Maria, em Santa Maria RS. Foram semeados as cultivares de sorgo sacarino BR506, BR511, BR509 e Fepagro 19. Nas seguintes datas: primeiro ano, 27/10/2012, 28/11/2012 e 18/12/2012 no segundo ano em 16/10/2013, 15/11/2013 e 16/12/2013 em parcelas com 5 m de comprimento, com quatro fileiras, nos espaçamentos de 0,42, 0,50 e 0,70m entre fileiras, com quatro repetições. Foi observado que, todas as cultivares tem potencial para a produção de sementes. O fator época é predominante para a produção de sementes. Semeaduras de novembro e dezembro se mostraram mais promissoras para a produção de sementes de qualidade.

Orientador: Marcelo Andreotti / Resumo: A agricultura brasileira tem se destacado na produção de grãos e na pecuária, principalmente no bioma Cerrado pelo aumento tecnológico e, sobretudo pelo aspecto de aliar um sistema que integraliza conjuntamente lavoura e pecuária. Objetivou-se avaliar o desempenho produtivo, qualidade bromatológica, componentes da produção de cultivares de sorgo inoculados ou não com bactérias diazotróficas, exclusivamente ou em consórcio com capim-paiaguás, bem como da produtividade de matéria seca da rebrota juntamente com o capim sobre os atributos químicos e físicos do solo e produtividade da soja em sucessão. Os experimentos foram realizados nos anos de 2015 e 2016, em Selvíria-MS. O delineamento utilizado foi o de blocos casualizados, em esquema fatorial 2 x 2 x 2, com quatro repetições. Os tratamentos corresponderam a dois anos agrícolas (2015 e 2016); com cultivo de sorgo granífero e de dupla aptidão solteiros ou em consórcio com o capim-paiaguás, com ou sem a inoculação das sementes de sorgo com Azospirillum brasilense. O consórcio do sorgo granífero com capim-paiaguás em cultivo outonal, não alterou sua produtividade de matéria seca e de grãos, entretanto, para o de dupla aptidão, por efeito competição reduziu a produção de matéria seca de folhas, colmo e panículas. De modo geral, o consórcio dos sorgos com o capim-paiaguás e a inoculação com A. brasilense pouco influenciaram na quantidade e qualidade bromatológica da silagem. O aproveitamento da rebrota dos sorgos, principalmente e... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Brazilian agriculture has been highlighte in grain production and livestock production, especially in the Cerrado biome, due to the technological increase and, above all, to the aspect of allying a system that jointly integrates agriculture and livestock. The objective of this study was to evaluate the productive performance, bromatological quality, components of the production of sorghum inoculated or not with diazotrophic bacteria, exclusively or in a consortium with Paiaguás grass, as well as the dry matter yield of the regrowth together with the grass on the chemical and physical characteristics of the soil and soybean yield in succession. The experiments were carried out in the years 2015 and 2016, in Selvíria-MS. The experimental design was a randomized block design, in a 2 x 2 x 2 factorial scheme, with four replications. The treatments corresponded: two agricultural years (2015 and 2016); cultivation of grain sorghum and dual aptitude singles or in consortium with Paiaguás grass, with or without the inoculation of sorghum seeds with Azospirillum brasilense. The consortium of grain sorghum with Paiaguás grass in autumnal cultivation does not alter its dry matter and grain yield. However, for the double suitability, the competition effect reduces the dry matter yield of leaves, stem and panicles. In general, the consortium of sorghum with Paiaguás grass and inoculation with A. brasilense had little influence on the quantity and the bromatological quality of the silage. ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Élcio Hiroyoshi Yano / Resumo: A adubação de semeadura antecipada é uma prática que tem proporcionado redução de custos operacionais. O experimento foi instalado na Fazenda de Ensino, Pesquisa e Extensão - FEPE, da Faculdade de Engenharia do Campus de Ilha Solteira localizado em Selvíria- MS, em área com 36 anos de sistema de plantio direto (SPD). O delineamento estatístico para as culturas da soja e sorgo em blocos ao acaso disposto no esquema fatorial 5x2, com 4 repetições, é constituído pelos tratamentos: a lanço no dia da semeadura (L-DS); a lanço 12 dias antes da semeadura (L-12DAS) para soja e sorgo aos 10 dias (L-10DAS); incorporado no dia da semeadura (I-DS), incorporado com 12 dias antes da semeadura da soja (I-12DAS) e 10 dias(I-10DAS) para sorgo e testemunha (T) com zero adubo no sulco de semeadura, semeado por dois mecanismos (haste e disco).Os parâmetros avaliados para a cultura da soja foram porcentagem de cobertura do solo antes e após a semeadura no verão de 2016/17 e característica agronômicas da cultura: população inicial (PI) e final de plantas (PF), índice de sobrevivência de plantas(IS), diâmetro de caule (DC), altura de planta (AP), altura de inserção da 1a vagem (AIPV), número de grãos por vagem (NGV), grãos viáveis (GV) e grãos inviáveis (GI) por planta, classificação do número de grãos de 1, 2, 3 e acima de 4 grãos por vagem, massa de 1000 grãos (M1000 g), produtividade de grãos (PG) e palha de planta na matéria seca(PMS). Para a cultura do sorgo (outono-inverno de 2017) foram aval... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Pre-sowing fertilization is a practice that has provided reduced operating costs. The experiment was installed in the Teaching, Research and Extension Farm - FEPE, of Engineering Faculty of Ilha Solteira, located in Selvíria-MS, in an area with 36 years of no-tillage system (NTS). Statistical design for soybean and sorghum crops was in randomized blocks, arranged in the 5x2 factorial scheme, with 4 replications. The treatments consisted in hauling on the sowing day (H-SD); hauling 12 days before sowing (H-12DBS) for soybean and sorghum at 10 days (H-10DBS); incorporated on the sowing day (I-SD), incorporated 12 days before soybean sowing (I-12DBS) and 10 days (I-10DBS) for sorghum and control (C) with zero fertilizer in the sowing furrow, sown by two mechanisms (stem and disc).The parameters evaluated for soybean were percentage of soil cover before and after soybean sowing in the summer of 2016/17 and agronomic characteristics of the crop: initial (IP) and final (FP) plant population, plant survival index (SI), stem diameter (SD), first pod insertion height (FPIH), number of grains per pod (NGP), viable grains (VG) and non-viable grains (NVG) per plant, grading number of grains of 1, 2 , 3 and above 4 grains per pod, 1000 grains (M1000g), grain yield (GY) and dry matter plant straw (DMS). The initial (IP) and final (FP) plant stand, survival index (SI), stem diameter (SD), plant height (PH), panicle height (PAH) and panicle length (PL) were evaluated for sorghum (autumn-wint... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

O presente trabalho foi conduzido na EEA/UFRGS entre dezembro de 2009 e abril de 2010, e constituído por dois experimentos. Os tratamentos do experimento 1 (determinação da altura de entrada) consistiram de seis alturas de pasto (30, 40, 50, 60, 70 e 80 cm). No experimento 2 foram determinados níveis de rebaixamento do pasto em função da altura de entrada definida no experimento 1, sendo os tratamentos referentes a 16, 33, 50, 67 e 84% de rebaixamento da altura pré-pastejo O delineamento utilizado, em ambos os experimentos, foi o de blocos completos casualizados, com duas repetições no experimento 1 e três repetições para o experimento 2. Foram utilizadas 4 novilhas com idade e peso médio de 24±2 meses e 306±56,7 kg para o experimento 1. Três desses animais foram utilizados para o experimento 2, na ocasião com 26±2 meses e 339±45,5 kg. A determinação da taxa de ingestão baseou-se na metodologia de dupla pesagem. Para a determinação dos padrões comportamentais os animais foram equipados com aparelho registrador de movimentos mandibulares, denominado IGER-Behaviour recorder. No pasto foram realizadas medições de alturas pré- e pós-pastejo e amostragens para caracterização da massa de forragem pré-pastejo e distribuição vertical dos componentes morfológicos do pasto. Amostras para a caracterização da massa de forragem pós-pastejo foram obtidas para o experimento 2. Os resultados demonstraram que a taxa de ingestão dos animais no experimento 1 responde de forma quadrática em relação às alturas. A massa do bocado é reduzida em estruturas a partir de 50 cm de altura. Da mesma forma a taxa de bocados apresentou comportamento quadrático nas distintas alturas. Concluiu-se desse experimento que a altura que proporciona a melhor estrutura de pasto para pastejo encontra-se próxima a 50 cm. No experimento 2 encontrou-se que a taxa de ingestão, a massa de bocados e a taxa de bocados são constantes até o rebaixamento de 40% da altura pré- pastejo ótima. Desse conjunto de resultados originam-se metas de estruturas de pasto que permitem orientar o ma nejo visando obter elevados níveis de ingestão de forragem, quais sejam, altura ótima de pastejo até 50 cm e o nível de rebaixamento, no caso do método de pastejo com lotação intermitente, não deve ultrapassar 40%. / This study was conducted at the EEA / UFRGS from December 2009 to April 2010 and consisted of two experiments. The treatments of experiment 1 (determination of pre-grazing canopy height) consisted of six canopy heights (30, 40, 50, 60, 70 and 80 cm). At experiment 2, percentages of grazing down according to pre-grazing sward height defined at experiment 1 were determined, being treatments related to the grazing down of 16, 33, 50, 67 and 84% of pre-grazing canopy height. The experimental design used in both experiments was a completely randomized block design, with two replicates in experiment 1, and three replicates in experiment 2. Four heifers ageing 24 ± 2 months and mean weight of 306 ± 56.7 kg were used for experiment 1. Three of these animals were used for experiment 2, at that time with 26 ± 2 months and 339 ± 45.5 kg. The determination of short-term intake rate was based on double weighting technique; for the determination of behavioral patterns, the animals were fitted with a jaw movement automatic recorder, known as IGER Behaviour Recorder. In pasture, measurements of pre- and post-grazing sward height and samplings were proceeded to characterize the pre-grazing forage mass and the vertical distribution of its morphological components. Samples for the characterization of the post-grazing forage mass were also taken in experiment 2. The results showed that the intake rate of animals in experiment 1 have a quadratic respond in relation to the canopy heights. The bite weight fit to a broken line equation, being reduced from 50 cm. The biting rate, in turn, showed a quadratic response along different canopy heights. This experiment defined the canopy height, which provides the best sward structure is around 50 cm. At the experiment 2 the grazing down protocol demonstrated that intake rate, bite weight and biting rate are constant until the depletion of 40% of the optimal pre-grazing canopy height. From these set of results, sward targets are originated and allow for the orientation of management goals aiming to obtain high levels of intake rate. Therefore optimum grazing height around 50 cm, and the rate of grazing down in the case of rotational grazing should not exceed 40%.

Orientador: Marcelo Andreotti / Resumo: O aumento da população mundial e a necessidade crescente de alimentos têm levado à procura de sistemas de cultivo de alta produtividade e sustentabilidade. A integração lavoura-pecuária preenche esses requisitos pois permite a produção de grãos, carnes e outros produtos de origem animal em uma mesma área, garantindo também, quando bem manejada, o equilíbrio e conservação do solo. Entretanto, diferentes espécies concomitantemente em uma mesma área podem prejudicar a produtividade. Por isso, o objetivo foi analisar qual a melhor opção técnica e econômica num sistema de integração lavoura-pecuária sob plantio direto, cultivado por dois anos com sorgo consorciado com forrageiras tropicais e/ou guandu-anão e sucedido por soja ou milho. O delineamento experimental foi de blocos ao acaso, com quatro repetições. Os tratamentos foram constituídos por modalidades de sorgo forrageiro consorciado com: 1) Urochloa brizantha cv. Marandu; 2) U. brizantha cv. Marandu e guandu-anão; 3) Megathyrsus maximus cv. Mombaça; 4) M. maximus cv. Mombaça e guandu-anão; 5) guandu-anão e 6) sorgo solteiro, colhidos para silagem no primeiro corte e na rebrota e sucedidos por soja ou milho. Para tanto foram determinados: os atributos físico-químicos do solo antes de cada ano agrícola e após a colheita dos grãos de soja ou milho; os componentes de produção do primeiro corte e rebrota dos consórcios de sorgo com gramíneas forrageiras e/ou guandu-anão; o acúmulo de macronutrientes nas plantas em consórcio; o c... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Mestre

Στόχος της παρούσας εργασίας ήταν η διερεύνηση της δυνατότητας παραγωγής υδρογόνου από καθαρές καλλιέργειες του μικροοργανισμού Ruminococcus albus εστιάζοντας κυρίως στο μηχανισμό της διεργασίας. Ο R. albus είναι ένα ετερότροφο, αυστηρά αναερόβιο βακτήριο που διαβιεί στο πρώτο διαμέρισμα του τετραμερούς στομάχου των μηρυκαστικών, τον κεκρύφαλο (rumen). Αναπτύσσεται καταναλώνοντας τους σύνθετους υδατάνθρακες που φτάνουν εκεί μέσω της πρόσληψης τροφής από το μηρυκαστικό, αφού πρώτα τους υδρολύσει μέσω εξωκυτταρικών ενζύμων που παράγει. Τα προϊόντα της υδρόλυσης είναι απλοί υδατάνθρακες που ζυμώνονται περαιτέρω προς παραγωγή λιπαρών οξέων, αιθανόλης, διοξειδίου του άνθρακα και υδρογόνου. Η ικανότητα παραγωγής υδρογόνου και η τελική απόδοση εξαρτώνται από τις συνθήκες υπό τις οποίες πραγματοποιείται η ανάπτυξη. Ο R. albus πιστεύεται ότι είναι πολλά υποσχόμενος για την παραγωγή υδρογόνου από αγροτικά υπολείμματα που είναι πλούσια σε λιγνοκυτταρινούχα υλικά καθώς και ενεργειακά φυτά , όπως είναι το γλυκό σόργο. Οι βλαστοί του γλυκού σόργου είναι πλούσιοι σε σάκχαρα, κυρίως σακχαρόζη σε ποσοστό έως και 55% επί ξηρής μάζας και γλυκόζη (3.2% επί ξηρής μάζας) που απομακρύνονται εύκολα μέσω της διεργασίας εκχύλισης με νερό. Οι βλαστοί του γλυκού σόργου περιέχουν επίσης μεγάλο ποσοστό κυτταρίνης (12.4%) και ημικυτταρίνης (10.2%). Προκειμένου να μελετηθεί ο μεταβολισμός του βακτηρίου και να υπολογιστούν οι κινητικές σταθερές πραγματοποιήθηκαν πειράματα σε αντιδραστήρες διαλείποντος έργου και αντιδραστήρες συνεχούς τροφοδοσίας (CSTR). Ως πηγές άνθρακα χρησιμοποιήθηκαν διάφορα απλά υδατανθρακικά υποστρώματα καθώς και βιομάζα από το ενεργειακό φυτό Sorghum bicolor (γλυκό σόργο). Τα κύρια προϊόντα που ανιχνεύτηκαν σε όλες τις περιπτώσεις ήταν τα οξέα οξικό και μυρμηκικό, η αιθανόλη και το υδρογόνο. Η απόδοση σε υδρογόνο ήταν γενικά μεγαλύτερη στα πειράματα διαλείποντος έργου. Ειδικότερα για τα πειράματα με γλυκόζη, η απόδοση κυμαινόταν μεταξύ των τιμών 2 και 2.6 mol H2/mol γλυκόζης στις καλλιέργειες διαλείποντος έργου, ενώ η βέλτιστη απόδοση από τις συνεχείς καλλιέργειες ήταν 1.07± 017 mol H2/mol γλυκόζης για υδραυλικό χρόνο παραμονής 42 h. Η τελική τιμή απόδοσης παρουσίαζε εξάρτηση από τη μερική πίεση υδρογόνου στην αέρια φάση των καλλιεργειών, το αναγωγικό μέσο για την εξασφάλιση αναγωγικών συνθηκών καθώς και την ποσότητα παραγόμενης αιθανόλης. Η κινητική μικροβιακής ανάπτυξης και παραγωγής υδρογόνου μελετήθηκε μέσω των πειραμάτων με γλυκόζη και η δεύτερη συνδέθηκε μέσω κινητικών εξισώσεων με την διάσπαση του μυρμηκικού οξέος και την παραγωγή αιθανόλης. Άλλα απλά υποστρώματα που μελετήθηκαν είναι οι πεντόζες D- και L-αραβινόζη και η D-ξυλόζη, οι δισακχαρίτες κελλοβιόζη και σακχαρόζη, για τα οποία υπολογίστηκαν οι κινητικές ανάπτυξης του μικροοργανισμού και βέβαια η βιομάζα σόργου, το εκχύλισμα σόργου και τα υπολείμματα σόργου μετά την εκχύλισή του. Οι αποδόσεις σε υδρογόνο ήταν πολλά υποσχόμενες σε όλες τις περιπτώσεις. / The aim of the present work was to investigate the process of hydrogen production using pure cultures of fibrolytic bacterium Ruminococcus albus, focusing mainly on the mechanism of the activity. R. albus is an important fibrolytic bacterium of the rumen, where it cohabits with other bacteria and protozoa. R. albus can ferment soluble sugars and also complex carbohydrates, such as cellulose and hemillulose, after breaking them down through the extracellular enzymes it produces. Regardless the initial substrate used a significant amount of hydrogen evolves from the fermentation process. Previous research with pure cultures of R. albus and whole sorghum, sorghum extract and lignocellulosic residues as substrate, lead to very promising hydrogen yields. Moreover, it was shown that sorghum biomass can be used for hydrogen production with high and similar final yields, independent on whether the process takes place in one stage, i.e. when both simple and complex carbohydrates are fermented in the same fermentor, or in two stages i.e. when sorghum extract and extraction residues are fermented separately. Therefore, it is believed that R. albus is very promising for the production of hydrogen from agricultural residues rich in lignocellulosic materials and from energy crops, such as sweet sorghum which contains soluble sugars and complex carbohydrates in almost equal amounts. Sweet sorghum is an annual C4 plant of tropical origin, well-adapted to sub-tropical and temperate regions and highly biomass-productive. Sweet sorghum stalks are rich in sugars, mainly in sucrose that amounts up to 55% of dry matter and in glucose (3.2% of dry matter). They also contain cellulose (12.4%) and hemicelluloses (10.2%). Extraction of free sugars from the stalks is easily achieved by extraction with water at 30°C. After the extraction process a liquid fraction, rich in sucrose, and a solid fraction, containing the cellulose and hemicelluloses, are obtained. The liquid fraction could be directly fermented to hydrogen, whereas the solid fraction should first be hydrolyzed in order to fully exploit the potential of the sorghum biomass for biohydrogen production In order to study the metabolism of bacterium and estimate growth and hydrogen production kinetics, batch and continuous experiments were carried out with glucose as carbon source. Besides glucose pentoses and disaccharides were tested as well, and the growth kinetics on these substrates were estimated.. The main products that were detected in all the cases were acetate, formate, ethanol and hydrogen. Hydrogen yield was generally higher in batch experiments. More specifically glucose experiments showed yields varying between the values 2 and 2.6 mol H2/mol of glucose in batch cultures, while the optimum yield in continuous cultures was 1.07± 017 mol H2/mol of glucose when the hydraulic retention time was 42h. The final hydrogen yield seemed to depend on hydrogen partial pressure, the reducing agent used and the final amount of ethanol.. The production of hydrogen was studied with glucose experiments and was connected via kinetic equations with formate breaking down acid and ethanol production. The other simple substrates that were studied were the pentoses D - and L-arabinose and the D-xylose, the disaccharides cellobiose and sucrose, for which the growth constants were calculated. Subsequently whole sorghum biomass, sorghum extract and lignocellulosic sorghum residues were tested and the experimental results were simulated. The simulations were sufficient in all cases, and hydrogen yields were very promising.

Diss. (sammanfattning) Uppsala : Sveriges lantbruksuniv., 2007. / Härtill 5 uppsatser.