O aumento do cultivo do eucalipto na região Norte do país, causado pela maior procura dessa espécie florestal que é utilizada em diversos setores da economia. No Tocantins tem-se observado um crescente aumento da área plantada em especial do Eucaliptus urograndis. Nesse contexto torna-se pertinente a elaboração do zoneamento de aptidão agroclimática para a cultura da espécie Eucalyptus urograndis para o estado do Tocantins. Com base na análise dos dados climáticos, auxiliam na identificação de áreas com maior aptidão ao desenvolvimento da espécie. Contudo, com o advento das mudanças climáticas, essas regiões poderão sofrer variações de temperatura do ar e do volume de precipitação, de acordo com o apresentado pelo IPCC (2013). O referido trabalho buscou simular os efeitos das mudanças climáticas, elaborando zoneamentos agroclimáticos para a espécie E. urograndis no estado do Tocantins, levando em consideração os dados apresentados pelos modelos GFDL-CM3 e HadGEM2-ES/INPE e cenários de emissão otimista (RCP 2.6), intermediário (RCP 4.5) e pessimista (RCP 8.5), para o intervalo de anos de 2041 a 2060. Além disso, realizou-se um comparativo dos zoneamentos agroclimáticos dos cenários futuros por modelo com o do clima atual. Os resultados apontaram, que em todos cenários, existem uma baixa restrição com relação a precipitação, apresentando como maior problemática para o plantio a grande resistência térmica que a cultura apresenta no Estado, fazendo com que o déficit hídrico seja na maioria dos casos impróprio (inapto) ao plantio também. Dessa forma, nos três cenários apresentados, constatou-se a predominância da classe de aptidão “restrita”, mesmo em regiões onde historicamente tem crescido a potencialidade do plantio. Ao comparar com as condições atuais, pode-se observar que o estado do Tocantins passará por intensas restrições hídricas, com diminuição para quase zero de áreas “aptas” e “marginais”, e crescimento da classe “restrita” (para aproximadamente toda área do Estado) ao desenvolvimento do Eucalyptus urograndis no Tocantins. / The increased cultivation of eucalyptus in the northern region of the country, caused by the increased demand of this forest species that is used in various sectors of the economy. Tocantins has been a growing increase in planted Eucalyptus urograndis especially the area. In this context it is pertinent to the preparation of zoning agroclimatic suitability for growing species Eucalyptus urograndis for the state of Tocantins. Based on the analysis of climate data, help identify areas with higher fitness to the development of the species. However, with the advent of climate change, these regions may experience variations in air temperature and amount of rainfall, according to the presented by IPCC (2013). That study sought to simulate the effects of climate change, developing agroclimatic zoning for the species E. urograndis in the state of Tocantins, taking into account the data presented by models GFDL-CM3 and HadGEM2-ES / INPE and optimistic emission scenarios (RCP 2.6 ), intermediate (RCP 4.5) and pessimistic (RCP 8.5) for the range of years from 2041 to 2060. in addition, we performed a comparison of agroclimatic zoning of future scenarios for the model with the current climate. The results showed that in all scenarios, there are a low restriction regarding precipitation, presenting as most problematic for planting the great thermal resistance that culture has the state, causing the water deficit is unsuitable in most cases (unapt) planting too. Thus, in the three scenarios presented, it was found that the predominant class of "restrict" fitness, even in areas where historically has increased the potential of planting. By comparing with the current conditions, it can be seen that the state of Tocantins undergo intense water restrictions, decreasing to almost zero "apt" and "marginal" areas, and growth of "restrict" class (for about every area of the state) development of Eucalyptus urograndis in Tocantins.

As condições climáticas de determinada região são de importância estratégica para o planejamento agrícola. No entanto, é comum localidades distantes de alguma estação meteorológica. O presente mestrado teve o intuito de propor um modelo para estimar valores de temperatura média diária e precipitação diária em localidades sem informação meteorológica. Os dados climáticos foram obtidos do Instituto Nacional de Meteorologia Agrícola (INMET) e da Agência Nacional de Águas (ANA). Estimaram-se equações para dados diários através da regressão linear múltiplas entre as variáveis temperatura média (Tm) versus altitude, latitude e longitude, desvio padrão da temperatura (T) versus altitude, latitude e longitude, precipitação média (Pm) versus altitude, latitude e longitude, Precipitação mínima (Pmin) versus altitude, latitude e longitude, precipitação máxima (Pmáx) versus altitude, latitude e longitude, desvio padrão da chuva (P) versus altitude, latitude e longitude, probabilidade de não chover (P) versus altitude, latitude e longitude, correlação da temperatura T) e precipitação P) com o dia anterior versus altitude, latitude e longitude para cada dia do ano e verificou-se a significância a 5% de probabilidade. Dessa forma, qualquer localidade passou a ter os parâmetros necessários para a gerar séries sintéticas, assumindo o processo multivariado contínuo. Para a criação da série sintética de temperatura usou-se Tm, T, T, os parâmetros usados na criação da série de precipitação foram Pmin, Pmáx, Pm, P e P. Foram geradas séries de 100 anos em 507 localidades para Temperatura média diária e mensal, além de Precipitação média diária e mensal. A capacidade de armazenamento de água (CAD) foi estimada em todas as localidades através de modelos de pedotransferência. Os teores de argila, silte, areia e matéria orgânica do solo usados na pedotransferência foram obtidos do levantamento de solo RADAM e interpolados através da geoestatística. Em todas as localidades foi feito o balanço hídrico pelo método de Tornthwaite com os respectivos valores estimados de temperatura e precipitação, além da CAD específica da localidade. A validação do modelo gerador de séries sintéticas foi feita utilizando índices de correlação entre valores observados e estimados. Usou-se a ERP (erro relativo padrão), o coeficiente de correlação linear (r2), o índice de concordância (d) e o produto entre o coeficiente de correlação e o índice de concordância, chamado de índice de confiança (c). Obteve-se índices de confiança baixos para a estimativa de temperatura média diária e muito baixos para a precipitação média diária. No entanto, o modelo teve bom desempenho para dados mensais, obtendo índices boa correlação linear e concordância para temperatura e precipitação. / The climatic conditions of any region could be of the extreme importance to the strategic analysis of agricultural planning. However, it\'s common fields that are far away from any meteorological station. This mastership proposes a model to estimate values of daily temperature and rainfall. The climatic data was collected from National Meteorological Agriculture Institute (INMET) and from National Water Agency (ANA). The equation made with linear multiple regression for daily data among the parameters average of temperature (Tm) versus altitude, latitude and longitude, standard deviation of temperature (T) versus altitude, latitude and longitude, average of rainfall (Pm) versus altitude, latitude and longitude, minimal rainfall (Pmin) versus altitude, latitude and longitude, maximum rainfall (Pmáx) versus altitude, latitude and longitude, standard deviation of rain (P) versus altitude, latitude and longitude, probability of not rain (P) versus altitude, latitude and longitude, correlation of temperature (T) and precipitation (P) between two consecutive days versus altitude, latitude and longitude. The analysis of significance was done with 5% of probability. Any location could obtain the parameters to generate synthetic series, using a multivariated continuous process. It was used Tm, T, T to create the synthetic series of temperature, the parameters used to create de synthetic series of rainfall were Pmin, Pmáx, Pm, P e P. 100 synthetic series were created in 507 locations for daily and monthly temperature and rainfall. The soil water capacity was estimated for all locations using a pedotransfer model. The percentage of clay, silt, sand and organic matter were obtained on the Soil Survey RADAM and interpolated by geoestatiscal analysis. All locations had the water balance done by Thornthwaite method with its respective estimated value of temperature and rainfall, using the specific soil water capacity of the location. The model validation of synthetic series generator was done using correlations index between observed and estimated values. Was used the relative pattern error (ERP), linear correlation (r2), concordance index (d) and the product of the last both index called reliable index (c). The reliable index obtained for daily temperature and rainfall was very low. However, the model had a good efficiency for monthly temperature and rainfall.

O Projeto de Irrigação Genil-Cabra (PIGC), Coletividade Santaella, está localizado na província de Córdoba-Espanha. Nesse Distrito avaliou-se a irrigação das campanhas de 2004/2005 e 2005/2006. Como complementações, foram realizadas entrevistas com os agricultores, objetivando determinar os custos de produção da área, a adoção das novas tecnologias, por parte da comunidade, a orientação do Sistema de Assessoramento ao Irrigante SAR , a produtividade e o consumo da água em cada parcela. Após a coleta dos dados, foram determinados indicadores, como a eficiência da irrigação, a produtividade da água e a relação benefício-custo do investimento. Para determinar a eficiência da irrigação, a pesquisa seguiu a metodologia utilizada por Mateos (2007). Como complementação a essa metodologia, foram introduzidas outras ferramentas, como DEM, SIG e entrevistas com os agricultores. No trabalho realizado por Fernandez et al. (2007), essa área estava dividida em 17 parcelas, denominadas recintos. Definiu-se uma nova delimitação da área, por meio de um DEM mais preciso e, após a nova delimitação e a realização da entrevista, identificou-se a necessidade de dividi-la em áreas de cadastro ou parcelas, com informações do produtor e do site oficial de cadastro. Dessa forma, a área passou a ter 33 parcelas, dando maior amplitude à pesquisa. Depois de entrevistar os agricultores e de comparar as informações com as ortofotos obtidas pelo site de cadastro, pôde-se identificar cultivos diferenciados dos citados por Fernandez et al. (2007). Esse fato foi importante para definir a eficiência do uso da água, visto que as áreas globais foram alteradas e, como exemplo, observou-se que o cultivo com oliveira foi menor do que o citado por Fernandez et al. (2007). Na campanha de 2005, tal cultivo ocupou uma extensão de 105,61 ha; já na de 2006, com o cultivo de novas áreas com oliveiras, esse valor passa para 112 ha, que contrastam com os 169,25 ha, calculados anteriormente. A eficiência da irrigação do ano da campanha de 2005 foi 81,99% e no de 2006, 90%, o mesmo encontrado por Fernandez et al. (2007), o que se justifica pela irrigação deficitária realizada no PIGC. Em relação à produtividade da água (PW), observa-se que os maiores valores foram detectados pela análise por recinto, tanto em 2005 quanto em 2006, justificadas pelo baixo volume de água demandado, observado nos sensores. No cálculo para a PW na parcela, usa-se, como denominador, a evapotranspiração da cultura, enquanto, no cálculo da PW do recinto, usa-se o volume de água que entra na área, ou seja, a água aplicada. Visto que a irrigação foi deficitária, então certamente haverá uma maior produtividade da água no nível do recinto. Os valores obtidos foram 4,06;0,37 m-3 para recintos e parcelas (2005) e 6,60;0,27 m-3 (2006). Esses valores são similares aos encontrados por Garcia-Vila et al. (2008) e Lorite et al. (2004b). Em relação à avaliação socioeconômica, pôde-se concluir que os irrigantes possuem plena consciência do uso correto da irrigação, porém não confiam nos dados do SAR, já que praticamente nenhum deles aceita a recomendação diária ofertada por esse serviço. / The Genil-Cabra irrigation scheme (GCIS), Coletividade Santaella, is located in Andalusia, southern Spain. This irrigation district has a strong run-government performance helping the private sector to do applied researches, whose investments brings good results to the farmers. It was evaluated the irrigation in 2004/2005 season and 2005/2006 season. To complement the work, it was done interviews with the farmers in the studied area to determine: production cost of the area, the technologies adoption, the orientation of farmer helping system (Servicio de Asesoramiento al Regante; SAR), the yield and water consumption in each parcel. After collecting all data it was made a study to determine indicators, such as irrigation efficiency, water productivity and cost/benefit relationship of the investments. To determine irrigation efficiency was followed the methodology used by Mateos (2007) complemented with the SIG and farmer interviews. In work made by Fernandez et al. (2007), this area was divided in 17 parcels called recintos. It was defined a new area delimitation through a land digital model more precise, and after the new delimitation and the interviews, it was realized a necessity to divide them in record areas or parcels, it identified by the farmers and by the record official web. In this way, the area became has to 33 parcels, and it gives bigger range to research. After the farmer interviews and compared the information with the orthophotos obtained from the record web it was identified crops differentiated from Fernandez et al. (2007). This fact was important to define the water use efficiency, due the global areas were altered, for example, it was observed that olive cultivation was smaller than cited by Fernandez et al. (2007). In the 2005 season occupied an area of 105.61 ha, however in the 2006 season it was 112 ha due the increase in olive area, that contrasted with 169.5 ha calculated previously by Fernandez et al. (2007). The irrigation efficiency in the 2005 season was 81.99% and in 2006 was 90%, same values encountered by Fernandez et al. (2007), that is due the deficit irrigation realized in the GCIS. In relation to water productivity (WP), it was observed that the biggest values were detected by recinto analyze, both in 2005 and 2006 season, due to low water volume demanded, observed in the sensors. In the parcel WP calculation, it was used the crop evapotranspiration as denominator; however in the recinto WP calculation it was used the applied water. Since the irrigation was deficiency, then likely will have a bigger WP in the recinto level. The values obtained were 4.06;0.37( m-3) to recintos and parcels (2005) and 6.60;0.27( m-3) to recintos and parcels (2006). These results are similar to encountered by Garcia-Vila et al. (2008) and Lorite et al. (2004b). In the socio-economic evaluation from the area could be concluded that irrigators have a full conscience of irrigation correct use, however they dont trust in the SAR database, since most of them don´t accepted the diary recommendation offer by this service.

Entender como o balanço hídrico de uma bacia hidrográfica é afetado pela conversão de florestas em cultivos agrícolas e pastagens permite avaliar os possíveis impactos da mudança de uso e cobertura do solo na sustentabilidade regional. Com o modelo hidrológico de grande escala VIC (Variable Infiltration Capacity) calibrado para as condições locais simulou-se os possíveis efeitos em três cenários de substituição da cobertura vegetal na bacia do rio Ji-Paraná, Rondônia. Um cenário imagina a substituição total da floresta pela cultura da soja, e nessas condições a vazão do rio aumentou em 28% durante o período chuvoso, e em até 70% na época seca, quando comparados às vazões atuais. Quando a substituição foi por pastagens esse aumento foi um pouco menor, 11% no período chuvoso e 16% no período seco. Esses dois cenários mutuamente exclusivos foram selecionados por representar condições extremas de uso do solo. Um terceiro cenário simulou a possível condição original da bacia coberta totalmente pela floresta. Esse último cenário permite inferir sobre as possíveis conseqüências das mudanças já ocorridas visto que as medidas de vazão são recentes (menos de 30 anos). Nessa condição a vazão sofreu redução de 9% durante o período chuvoso e de 20% no período seco. O modelo indicou ainda redução de 30% na evapotranspiração dessas culturas, durante o período seco, quando comparado ao cenário de floresta. / The understanding of how the water balance of a hydrographic basin is affected by the conversion of forests into crops and pasture allow to evaluate the possible impacts of the land use and land cover changes in the regional sustainability. Using a macro-scale hydrologic VIC (Variable Infiltration Capacity) model calibrated for local conditions we simulated the possible effects on the hydrology under three scenarios of land cover substitution of the Ji-Paraná basin, state of Rondônia (western region of Brazil). One scenario simulated the total replacement of forest by soybeans crops, under this condition the outflow of the river increased in 28% during the rainy period, and up to 70% at the dry period, when comparative to the current outflows. When forest was replaced by pastures, this increase was a little lower, 11% in rainy season and 16% in the dry period. These two exclusive scenarios have been selected by representing extreme conditions of land use. One third scenario simulated the possible original condition of the basin covered by forest. This last scenario allows to infer on the possible consequences of the actual changes since recent measures of outflow (less than 30 years). In this condition the outflow suffered a reduction of 9% during the rainy period and 20% in the dry period. The model indicated a decrease of 30% in evapotranspiration for these crops in dry period compared to the forest scenario.

O Carbono Orgânico Dissolvido (COD) constitui em uma das principais formas de carbono orgânico exportado em rios e em outras vias hidrológicas preferencias nas bacias de drenagem. Na Amazônia, os estudos sobre o COD nas suas águas abrangem principalmente as grandes bacias da região central, com poucas análises sobre alterações na sua dinâmica após a substituição de florestas por pastagens, uma das mudanças no uso da terra mais comum na região. Este estudo objetivou fornecer informações que auxiliem na compreensão destes processos, através da comparação entre as dinâmicas das concentrações nas vias hidrológicas preferenciais, as exportações, e os balanços de COD durante eventos de precipitação em duas bacias de primeira ordem, sendo uma com floresta e outra com pastagem. O estudo foi conduzido numa fazenda próxima à cidade de Cacaulândia, no estado de Rondônia. As amostras foram coletadas na transição do período seco para o chuvoso (Agosto a Novembro de 2004) e período chuvoso (Janeiro a Abril de 2005). Os resultados mostraram que na transição do período seco para o chuvoso, apenas as concentrações de COD nas vias de entrada para o solo, precipitação na pastagem e precipitação interna na floresta, e de saída, pelos igarapés e água subterrânea apresentaram diferenças estatisticamente significativas entre floresta e pastagem. No período chuvoso, além destas, outras vias hidrológicas, como a solução do solo a 20 e 100 cm de profundidade e o escoamento superficial, mostraram-se distintas entre estes dois sistemas. Comparando-se os períodos do ano, em ambas as bacias as concentrações de COD nas vias hidrológicas foram superiores na época de transição do período seco para o chuvoso. A única exceção a este padrão foi observada na água subterrânea da floresta, que apresentou maiores concentrações de COD no período chuvoso. Na pastagem, o aumento do escoamento superficial resultou em maiores exportações de COD do que aquelas observadas na floresta. Como conseqüência, os balanços de COD a cada evento e anualmente, tendeu a ser mais positivos (maior retenção de COD) na última. Embora neste estudo não tenha sido possível, entre outros, quantificarem os fluxos de COD na água subterrânea e, portanto, obter um balanço mais preciso para esta forma de carbono nestes sistemas, os resultados demonstraram que a conversão de florestas em pastagens acarreta em um aumento significativo das exportações de COD, via igarapé, no último local, tanto em eventos individuais de precipitação, quanto anualmente. / Dissolved Organic Carbon (DOC) is one of the main fractions of organic carbon exported in rivers and other flow paths in watersheds. In the Amazon, studies of DOC in waters focus mainly on the large basins of the central region, with few analyses of changes in its dynamics after the replacement of forests by pastures, one of the most important land use changes in the region. This objective of this study was to obtain more information about these processes, by comparing dynamics in several flowpaths, exports and budgets of DOC during rain events in two first-order watersheds, one with forest and another with pasture. The study was conducted near city of Cacaulândia in the State of Rondônia. Samples were collected in the transition from dry to wet (August to November of 2004) and in the wet seasons (January to April of 2005). The results demonstrate that during the transition from dry to wet seasons, statistically significant differences in DOC concentrations between forest and pasture occur only in the inputs from precipitation in pasture and throughfall in forest and in the outputs in streams and groundwater. During the wet season the remaining flowpaths analyzed, soil solution at 20 and 100cm depth and overland flow, also showed statistically significant differences in DOC concentrations between forest and pasture. In terms of the periods of the year, in both watersheds DOC concentrations were higher during the transition from dry to wet seasons. The only exception to this pattern was observed in forest groundwater, with higher concentrations during the wet season. In the pasture, increases in discharge resulted in higher DOC export than in forest. As a consequence of this, DOC budgets, both in individual events and annually, showed a larger retention in the latest. Although in this study it was not possible, among others, to quantify the fluxes of DOC in groundwater, the results demonstrate that the conversion of forest into pasture causes a significant increase of DOC export in streams, both in individual rain events and on an annual basis.

A utilização de recursos computacionais para o planejamento do uso racional da água em sistemas irrigados é cada vez mais freqüente na agricultura moderna tecnificada. Devido a constante melhoria desses recursos, torna-se, essencial a atualização dos programas desenvolvidos, específicos na área de irrigação e drenagem, incorporando as recentes tecnologias desenvolvidas neste setor. O objetivo deste trabalho foi elaborar uma ferramenta computacional de acesso simplificado, que proporcionasse ao usuário, a liberdade quanto aos critérios empregados nas áreas irrigadas. O programa desenvolvido é específico para o planejamento de sistemas irrigados. Esse programa foi desenvolvido para auxiliar na tomada de decisão sobre o nível de manejo de irrigação a ser adotado; com base numa previsão de chuvas simulada a partir de uma série histórica de dados e qual a máxima produtividade esperada da cultura para um determinado momento de irrigação. Como parâmetros de entrada o aplicativo requer dados sobre os parâmetros climáticos regionais; as características da cultura irrigada; as propriedades do solo quanto à capacidade de armazenamento de água e operação do manejo de água adotado. O aplicativo permite, a partir dos dados climáticos disponíveis, estimar a evapotrasnpiração potencial utilizando-se desde o modelo de Penman, que exige maior número de variáveis até o de Thornthwaite que se baseia apenas na temperatura. Simulando-se diferentes níveis de manejo da irrigação para a região de Piracicaba, onde o déficit hídrico não é acentuado, as simulações não apresentaram diferenças significativas, entretanto, supõem-se que os contrastes poderão ser potencializados para regiões mais áridas. Essa ferramenta apresentou-se ser bastante útil para o usuário, para as diferentes regiões climáticas no país e os dados climáticos disponíveis para cada caso. / The use of computers resources for planning the rational water use in irrigated systems is even more frequent in the modern technical agriculture. Due to the constant improvements of those resources, it is essential to update the developed software’s, specifically in the irrigation and drainage area, by incorporating the most recent technologies developed in this segment. The objective of this work was to elaborate a computation easy to handle tool, which allows freedom to act in relation to the used criteria in irrigated farming. The developed software is specific for planning of irrigated systems. It was developed to help decisions taking about the irrigation management level to be adopted; based on a rainfall forecast simulated on an historically sequence and the maximum crop yield expected for a specific irrigation moment. As input data, the software will need (i) regional climatic parameters, (ii) the characteristics of irrigated crop, (iii) soil properties related to water storage capacity and (iv) the adopted water management. Based on available data, user can choose among several methods of calculate the potential evapotranspiration, from Penman, which will need more climatic data, until Thornthwaite based on temperature data only. By running the program with data from Piracicaba region, where there is not a significant water deficit along the year, no difference was shown among the different methods used, but it is to suppose that in more arid regions the contrast among them will be more significantly. The developed tool presents to be useful for the user by being flexible regarding the different climatic regions of the country and also regarding available data set for each case.

A cana-de-açúcar (Saccharum spp.) é uma das culturas mais importantes para a economia brasileira, fonte de matéria-prima para produção de açúcar e álcool. O setor sucroalcoleiro tem expandido rapidamente devido à alta demanda por biocombustíveis. Para atender tal demanda e garantir a produção de açúcar, a área cultivada deverá ser expandida utilizando áreas de cerrado e pastagens degradadas no Sudeste e Centro-Oeste, caracterizadas por invernos secos com períodos de deficiência hídrica acentuada. Cultivares com tolerância a seca e alto potencial produtivo nessas regiões são desejadas para esta expansão, e a elucidação das bases moleculares e fisiológicas da tolerância é indispensável para o desenvolvimento de tais cultivares. Para investigar mecanismos fisiológicos e moleculares envolvidos na tolerância à seca metodologias baseadas em ensaios de campo e casa de vegetação foram avaliadas, com foco na fenotipagem e perfil de expressão gênica. O uso de polietilenoglicol (PEG) como agente estressor na solução de plantas hidropônicas foi avaliado para simulação da seca, bem como a avaliação do vazamento de eletrólitos após exposição ao Paraquat (methyl-viologen). Dois genótipos previamente selecionados com base no comportamento contrastante para resposta a seca foram utilizados para testar a hipótese dos mecanismos por trás da tolerância em cana, onde \'IACPSP 94-2094\' foi selecionado como tolerante e \'IACSP 97-7065\' como sensível à seca. Diferenças genotípicas no potencial hídrico foliar e trocas gasosas ficaram evidentes após 72h em plantas hidropônicas expostas ao tratamento contendo 15% PEG, e aliadas à melhor resposta oxidativa apresentada pelo tolerante após o tratamento de discos foliares com Paraquat sugeriram o potencial dessas metodologias para serem utilizadas como screening inicial de genótipos para tolerância a seca. Dez genótipos incluindo os dois contrastantes selecionados foram avaliados para resposta a seca em condições de campo na Usina Jalles Machado (Goianésia, GO), local com alta tendência de ocorrência de deficti hídrico. \'IACSP 94-2094\' mostrou características superiores de tolerância (fechamento estomático precoce, manutenção do potencial hídrico foliar e melhor ajuste fotoquímico), ausentes em \'IACSP 97-7065\'. Análises de microarranjos, RNAseq e RT-qPCR foram realizadas utilizando-se os genótipos contrastantes, buscando identificar genes responsivos a seca e importante para tolerância. De um total de 14.522 genes no chip de microarranjos , 91 (~0.63%) foram diferencialmente expressos entre os ensaios irrigado e sequeiro, enquanto que 576 (~4%) apresentaram expressão diferencial durante deficit severo, incluindo muitos genes tradicionalmente associados com a resposta à seca. Amostras dos mesmos genótipos cultivados em casa de vegetação com ou sem irrigação foram utilizadas para análises de RNAseq. De um banco de dados contendo 43.141 genes, 2.300 (5.3%) foram diferencialmente expressos, incluindo genes novos e não caracterizados que possam ter papel importante na resposta à seca e estabelecimento da tolerância. A maioria dos genes identificados pelos microarranjos também foram detectados por RNAseq, havendo alta correlação entre as abordagens (0.78 e 0.84 para os genótipos tolerante e sensível, respectivamente). Após validações por RT-qPCR, genes relacionados à resposta a seca estão sendo utilizados para estudos de genômica funcional, objetivando desenvolver novas cultivares tolerantes a seca, seja através do melhoramento convencional ou das técnicas moleculares. / Sugarcane (Saccharum spp.) is a major crop in Brazil as feedstock for the sugar and ethanol industries. The Brazilian sugarcane industry has been expanding rapidly due to increased demand for biofuels. To attend the increasing ethanol demand and secure food production, sugarcane production must expand the cultivated area, incorporating land from \'cerrado\' and degraded pastures in Southeast and Western Brazil, areas characterized by a dry winter with a prolonged water deficit period. Drought-tolerant cultivars with higher yield potentials in such regions are desired for this expansion, and the elucidation of the molecular and physiological basis of drought tolerance in sugarcane is valuable for developing such cultivars. To investigate physiological and molecular mechanisms involved in tolerance to water deficit, different approaches based on field and greenhouse trials were evaluated, mainly focusing on phenotyping and gene expression profiling. The addition of polyethylene glycol (PEG) as a stress inducer in nutrient solution was also evaluated to simulate droughtresponse in hydroponically-grown sugarcane, as well as the solution\'s electrolyte leakage after exposure of leaf segments to methyl-viologen (Paraquat). Two genotypes previously selected were used to test the hypothesis of the mechanisms underlying on the differential response to drought, due to their behavior as contrasting genotypes, where \'IACPSP 94-2094\' was tested as drought-tolerant and \'IACSP 97-7065\' as drought-sensitive. When plants were hydroponically grown on solution containing 15% PEG, genotypic differences for leaf water potential and gas exchange were apparent after 72 h, whereas the improved oxidative response of the tolerant genotype after leaf-disk treatment with methyl-viologen suggested the potential of this approach to be used for early drought-tolerance screening. Ten genotypes including the two previously selected were evaluated for drought tolerance on field conditions at \'Jalles Machado\' sugarmill (Goianésia, GO), a drought-prone location. \'IACSP 94-2094\' showed enhanced features for drought tolerance (early stomatal closure; maintenance of leaf water potential and photochemical adjustment), absent in \'IACSP 97-7065\'. Molecular studies (microarrays, RNAseq and RT-qPCR) were also conducted using these genotypes, aiming to identify drought-resposive genes and confirm their roles on tolerance. From a set of 14,522 genes in a microarray chip, 91 (~0.63%) were differentially expressed between irrigated and non-irrigated treatment during early drought, whereas 576 (~4%) showed differential expression during severe drought between water treatments, including many genes traditionally associated with drought response. Samples from these same genotypes grown in greenhouse conditions under irrigation and water deprivation were used for gene expression profiling by RNAseq. From a sugarcane reference dataset with 43,141 genes, 2,300 (5.3%) genes were identified as differentially expressed, including novel and undescribed genes that might play a role in drought tolerance. Most genes identified as differentially expressed on microarrays were also observed for RNAseq, with high correlation between both approaches (0.78 and 0.84 for tolerant and sensitive genotypes, respectively). After validation, genes related to drought response have been used for functional genomics studies aiming the development of new cultivars tolerant to drought, either through conventional or molecular breeding.

No contexto atual, no qual os recursos hídricos tornam-se cada vez mais limitantes, a utilização da água pela agricultura precisa ser mais eficiente visando à manutenção dos níveis atuais de produtividade. Uma vez implantado o equipamento de irrigação, o produtor necessita de uma estratégia de gerenciamento que defina o momento certo e a quantidade de água adequada para atender às necessidades hídricas da cultura. Uma ferramenta muito utilizada para esse fim é o balanço hídrico, pelo qual são contabilizadas as entradas e saídas de água do sistema, permitindo que se obtenha a quantidade a ser aplicada visando à utilização racional do recurso e o desenvolvimento adequado da cultura. Entretanto, muitas vezes o acompanhamento da quantidade de água disponível às plantas somente pelo balanço hídrico pode apresentar erros cumulativos, o que torna importante, a cada determinado intervalo de tempo, realizar-se medições da umidade do solo para fins de ajuste. O medidor Speedy, baseado no processo de formação do gás acetileno a partir da reação da água com carbureto de cálcio, pode ser utilizado de forma conjugada ao balanço hídrico por fornecer resultados rápidos com adequada precisão, ser portátil e de fácil manuseio. Assim, o objetivo deste trabalho foi automatizar a leitura de um aparelho Speedy, integrando-o a um programa desenvolvido de manejo da irrigação. Foram desenvolvidos quatro sistemas baseados na leitura automatizada da umidade pelo aparelho, cada um com diferente grau de complexidade e aplicação. Dois testes foram realizados com os sistemas, o primeiro em laboratório e o segundo em campo, nos quais determinações de umidade pelo Speedy e pelo método gravimétrico foram comparadas. Os resultados foram submetidos a analise de correlação e regressão, determinando-se os índices de precisão (r) e exatidão (d). Tanto nos testes em laboratório quanto no em campo, os índices obtidos foram satisfatórios. Os sistemas funcionaram de forma adequada, constituindo-se como ferramentas de auxílio para o gerenciamento da irrigação. / As water supplies become limited, agricultural water use needs to become more efficient to maintain current productivity levels. Matching the amount and rate of water application to specific soil and plant conditions, the efficiency of irrigations system can be increased. An easy way to accomplish this is using the water balance. However, the monitoring of available water content only by the water balance can generate cumulative errors, which should be removed by soil moisture determinations. The Speedy moisture tester can be used in this situation, considering that it is portable, shows the results quickly and have good precision. The visualization of its results through tables, though, reduces the functionality of its use and can confer less precision to the measurements. So, the objective of this work was to automate the equipment readings and to integrate it in water balance software. It was developed four systems to do this process, using a microcontroller. Two tests, one in the laboratory e other in the field, were realized to compare the determinations by Speedy and by gravimetrical method. The systems resulted excellent precision (r) and accuracy (d) index, and seems to become an important tool for irrigation management.

As condições climáticas de determinada região são de importância estratégica para o planejamento agrícola. No entanto, é comum localidades distantes de alguma estação meteorológica. O presente mestrado teve o intuito de propor um modelo para estimar valores de temperatura média diária e precipitação diária em localidades sem informação meteorológica. Os dados climáticos foram obtidos do Instituto Nacional de Meteorologia Agrícola (INMET) e da Agência Nacional de Águas (ANA). Estimaram-se equações para dados diários através da regressão linear múltiplas entre as variáveis temperatura média (Tm) versus altitude, latitude e longitude, desvio padrão da temperatura (T) versus altitude, latitude e longitude, precipitação média (Pm) versus altitude, latitude e longitude, Precipitação mínima (Pmin) versus altitude, latitude e longitude, precipitação máxima (Pmáx) versus altitude, latitude e longitude, desvio padrão da chuva (P) versus altitude, latitude e longitude, probabilidade de não chover (P) versus altitude, latitude e longitude, correlação da temperatura T) e precipitação P) com o dia anterior versus altitude, latitude e longitude para cada dia do ano e verificou-se a significância a 5% de probabilidade. Dessa forma, qualquer localidade passou a ter os parâmetros necessários para a gerar séries sintéticas, assumindo o processo multivariado contínuo. Para a criação da série sintética de temperatura usou-se Tm, T, T, os parâmetros usados na criação da série de precipitação foram Pmin, Pmáx, Pm, P e P. Foram geradas séries de 100 anos em 507 localidades para Temperatura média diária e mensal, além de Precipitação média diária e mensal. A capacidade de armazenamento de água (CAD) foi estimada em todas as localidades através de modelos de pedotransferência. Os teores de argila, silte, areia e matéria orgânica do solo usados na pedotransferência foram obtidos do levantamento de solo RADAM e interpolados através da geoestatística. Em todas as localidades foi feito o balanço hídrico pelo método de Tornthwaite com os respectivos valores estimados de temperatura e precipitação, além da CAD específica da localidade. A validação do modelo gerador de séries sintéticas foi feita utilizando índices de correlação entre valores observados e estimados. Usou-se a ERP (erro relativo padrão), o coeficiente de correlação linear (r2), o índice de concordância (d) e o produto entre o coeficiente de correlação e o índice de concordância, chamado de índice de confiança (c). Obteve-se índices de confiança baixos para a estimativa de temperatura média diária e muito baixos para a precipitação média diária. No entanto, o modelo teve bom desempenho para dados mensais, obtendo índices boa correlação linear e concordância para temperatura e precipitação. / The climatic conditions of any region could be of the extreme importance to the strategic analysis of agricultural planning. However, it\'s common fields that are far away from any meteorological station. This mastership proposes a model to estimate values of daily temperature and rainfall. The climatic data was collected from National Meteorological Agriculture Institute (INMET) and from National Water Agency (ANA). The equation made with linear multiple regression for daily data among the parameters average of temperature (Tm) versus altitude, latitude and longitude, standard deviation of temperature (T) versus altitude, latitude and longitude, average of rainfall (Pm) versus altitude, latitude and longitude, minimal rainfall (Pmin) versus altitude, latitude and longitude, maximum rainfall (Pmáx) versus altitude, latitude and longitude, standard deviation of rain (P) versus altitude, latitude and longitude, probability of not rain (P) versus altitude, latitude and longitude, correlation of temperature (T) and precipitation (P) between two consecutive days versus altitude, latitude and longitude. The analysis of significance was done with 5% of probability. Any location could obtain the parameters to generate synthetic series, using a multivariated continuous process. It was used Tm, T, T to create the synthetic series of temperature, the parameters used to create de synthetic series of rainfall were Pmin, Pmáx, Pm, P e P. 100 synthetic series were created in 507 locations for daily and monthly temperature and rainfall. The soil water capacity was estimated for all locations using a pedotransfer model. The percentage of clay, silt, sand and organic matter were obtained on the Soil Survey RADAM and interpolated by geoestatiscal analysis. All locations had the water balance done by Thornthwaite method with its respective estimated value of temperature and rainfall, using the specific soil water capacity of the location. The model validation of synthetic series generator was done using correlations index between observed and estimated values. Was used the relative pattern error (ERP), linear correlation (r2), concordance index (d) and the product of the last both index called reliable index (c). The reliable index obtained for daily temperature and rainfall was very low. However, the model had a good efficiency for monthly temperature and rainfall.

Entender como o balanço hídrico de uma bacia hidrográfica é afetado pela conversão de florestas em cultivos agrícolas e pastagens permite avaliar os possíveis impactos da mudança de uso e cobertura do solo na sustentabilidade regional. Com o modelo hidrológico de grande escala VIC (Variable Infiltration Capacity) calibrado para as condições locais simulou-se os possíveis efeitos em três cenários de substituição da cobertura vegetal na bacia do rio Ji-Paraná, Rondônia. Um cenário imagina a substituição total da floresta pela cultura da soja, e nessas condições a vazão do rio aumentou em 28% durante o período chuvoso, e em até 70% na época seca, quando comparados às vazões atuais. Quando a substituição foi por pastagens esse aumento foi um pouco menor, 11% no período chuvoso e 16% no período seco. Esses dois cenários mutuamente exclusivos foram selecionados por representar condições extremas de uso do solo. Um terceiro cenário simulou a possível condição original da bacia coberta totalmente pela floresta. Esse último cenário permite inferir sobre as possíveis conseqüências das mudanças já ocorridas visto que as medidas de vazão são recentes (menos de 30 anos). Nessa condição a vazão sofreu redução de 9% durante o período chuvoso e de 20% no período seco. O modelo indicou ainda redução de 30% na evapotranspiração dessas culturas, durante o período seco, quando comparado ao cenário de floresta. / The understanding of how the water balance of a hydrographic basin is affected by the conversion of forests into crops and pasture allow to evaluate the possible impacts of the land use and land cover changes in the regional sustainability. Using a macro-scale hydrologic VIC (Variable Infiltration Capacity) model calibrated for local conditions we simulated the possible effects on the hydrology under three scenarios of land cover substitution of the Ji-Paraná basin, state of Rondônia (western region of Brazil). One scenario simulated the total replacement of forest by soybeans crops, under this condition the outflow of the river increased in 28% during the rainy period, and up to 70% at the dry period, when comparative to the current outflows. When forest was replaced by pastures, this increase was a little lower, 11% in rainy season and 16% in the dry period. These two exclusive scenarios have been selected by representing extreme conditions of land use. One third scenario simulated the possible original condition of the basin covered by forest. This last scenario allows to infer on the possible consequences of the actual changes since recent measures of outflow (less than 30 years). In this condition the outflow suffered a reduction of 9% during the rainy period and 20% in the dry period. The model indicated a decrease of 30% in evapotranspiration for these crops in dry period compared to the forest scenario.