Submitted by THAYANA CRISTINA REBELLO WANGINIAK null (thayana@florestal.eng.br) on 2016-05-06T14:22:22Z No. of bitstreams: 1 TESE THAYANA AUTOARQUIVAMENTO.pdf: 1142126 bytes, checksum: 3b3e38c45ec67f41d8a7fc4ca41f8da0 (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-05-09T18:52:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 wanginiak_tcr_me_bot.pdf: 1142126 bytes, checksum: 3b3e38c45ec67f41d8a7fc4ca41f8da0 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-09T18:52:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 wanginiak_tcr_me_bot.pdf: 1142126 bytes, checksum: 3b3e38c45ec67f41d8a7fc4ca41f8da0 (MD5) Previous issue date: 2016-03-01 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A busca por espécies florestais nativas com potencial econômico tem sido crescente, assim como o aumento da demanda de madeiras nobres para fins comerciais. Todavia, muitas vezes pouco se sabe sobre o ciclo de desenvolvimento, tratos silviculturais e manejo adequados para cada espécie. Dentre as espécies que vêm se destacando na silvicultura de espécies nativas está o guanandi, Calophyllum brasiliense Cambess (Calophyllaceae), que apresenta características silviculturais e de qualidade de madeira favoráveis, além da produção de frutos e sementes o que incrementa a lucratividade e possuem propriedades medicinais. Embora a espécie seja capaz de se regenerar naturalmente no interior de florestas higrófilas, é cultivada usualmente em plantios puros a pleno sol, e as informações a respeito do melhor sistema de cultivo são escassas. Buscamos com este trabalho o conhecimento sobre o melhor sistema de plantio para a espécie: sombreado ou a pleno sol. A hipótese inicial da pesquisa era de que as plantas em sistema sombreado teriam melhor crescimento e maior sobrevivência do que as de pleno sol, assim como maior tolerância à seca, por este sistema se assemelhar mais às condições de seu habitat natural. O experimento foi delineado em blocos ao acaso com dois tratamentos (pleno sol e sombreado) e três repetições, com parcelas compostas por 30 plantas. Para as análises, cada planta foi considerada uma medida repetida dentro do fator bloco. As variáveis analisadas foram: sobrevivência, crescimento em altura e em diâmetro da base do colo. Foram também feitas análises fisiológicas das plantas sobreviventes em ambos os sistemas, com estimativas da condutância estomática, potencial hídrico da folha e conteúdo relativo de água. O microclima foi monitorado durante o período de estudo e foram feitas também análises de fertilidade radiação fotossinteticamente ativa (PAR) e umidade do solo. O verão de 2014 (janeiro a março) foi extremamente quente e seco, o que provocou uma alta mortalidade das plantas. Nossa hipótese não foi confirmada, uma vez que as plantas a pleno sol demonstraram melhor sobrevivência, maior crescimento e maior condutância estomática do que as sombreadas, contrariando nossa predição inicial. Embora as condições microclimáticas do sistema sombreado tenham sido mais favoráveis (menores temperaturas máximas, maior umidade relativa do ar), a umidade do solo foi maior no sistema a pleno sol. A maior mortalidade e menor crescimento no sistema sombreado podem ser atribuídos à maior competição por água com as árvores já estabelecidas no sistema sombreado, já que neste ambiente a menor umidade do solo indicaram um maior consumo de água pelas plantas já estabelecidas. / Recently there’s a growing interest in native forest species with economic potential, due to an increasing demand for hardwood timber species. However, to date there is not enough information about developmental cycles, silvicultural treatments and management required by each species. “Guanandi”, Calophyllum brasiliense Cambess (Calophyllaceae), is one of these high potential species due to its silvicultural and wood quality characteristics, besides providing fruits and seed with medicinal properties. Although the species usually regenerates naturally within hygrophyllous forests, it has usually been cultivated as pure stands under full sun. We aimed at investigating the more adequate planting system for C. brasiliense: shaded (enrichment plantings) or under full-sun conditions. Our hypothesis was the plants in shaded system would have better growth and higher survival, as well as greater drought tolerance, as this system is more similar to the species’ natural habitats. We used a randomized block design with two treatments (full-sun and under canopy cover) and three replicates, with 30 within-block repeated measures (plants per plot). The variables analyzed were survival, height and basal diameter growth; stomatal conductance and photosynthetic active radiation (PAR). The microclimate was monitored during all over the study period and soil samples were analyzed for fertility and moisture. The summer of 2014 (January-March) was extremely hot and dry, which caused high plant mortality rates. Our hypothesis was not confirmed, since plants under full-sun had better survival, higher growth and higher stomatal conductance, despite the drier and warmer microclimatic conditions. This shall be attributed to increased competition for water with the canopy trees in the shaded system, as soil moisture was higher in the full-sun plots, in spite of the hotter and drier microclimate.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:16Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-12-19Bitstream added on 2014-06-13T19:42:46Z : No. of bitstreams: 1 stolf_r_dr_jabo.pdf: 614846 bytes, checksum: 82111cb3ffddd8bb8eb4829df0158e4a (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A seca é, atualmente, o principal fator responsável por perdas na produção brasileira de soja. Em situações de déficit hídrico, vários mecanismos são acionados pela planta para aumentar a tolerância à seca. Conhecer esses mecanismos e como é regulada a expressão dos genes relacionados com resposta à seca, é essencial na identificação de rotas metabólicas envolvidas nos processos de defesa, e, conseqüentemente, no desenvolvimento de estratégias moleculares para obtenção de plantas mais tolerantes a essa condição. O estudo da expressão gênica em plantas requer a quantificação precisa de RNAm expressos em diferentes situações. Assim, inicialmente foram usados os eventos de soja geneticamente modificados para tolerância à seca, P58 e P1333, contendo a construção rd29a: Atdreb1a, em condições de 15% de umidade gravimétrica (UG) para hibridização em chips contendo 44 Kb de oligonucleotídeos, sendo possível identificar 100 genes diferencialmente expressos em cada evento, quando comparados com a planta controle. Posteriormente, foram utilizadas cultivares de soja contrastantes para a tolerância à seca, em diferentes condições de déficit hídrico no sistema de hidroponia, e construídos arranjos de cDNA a partir de biblioteca gerada, obtendo-se 145 genes diferencialmente expressos que codificam proteínas envolvidas direta elou indiretamente em rotas metabólicas de resposta a estresses bióticos e abióticos. Os grupos de genes identificados como diferencialmente expressos durante os tratamentos aplicados em ambos os experimentos foram classificados em categorias funcionais, entre eles genes envolvidos na produção de energia, fatores de transcrição, genes envolvidos em diferentes vias anabólicas e/ou catabólicas como aminoácidos, lipídeos, carboidratos e no metabolismo fotossintético, genes de respostas a estresses, genes que participam... / The drought is currently the main responsible factor for losses Brazilian soybeans production. In water stress situation, several mechanisms are triggered by the plant to increase tolerance to drought. Knowing these mechanisms and how is regulated the expression of genes related to the drought response is essential in identifying routes involved in the metabolic processes of defense, and, therefore, the development of molecular strategies to obtain more tolerant plants to this condition. The study of gene expression in plants requires the quantification of RNAm expressed in different situations. So, initially, two methodologies of DNA microarray for analysis in large scale of differential gene expression were conducted. First, soybeans events genetically modified for tolerance to drought, P58 and P1333 containing the construction rd29a: Atdreb1a under conditions of 15% gravimetric humidity (GH) were used in chips containing 44 Kb of oligonucleotides, being able to identify 100 differential gene expression in each event, compared with the control plant. Subsequently, contrasting cultivars to drought were used, in different conditions of water stress in the hidroponic system, and cDNA arrays were constructed, getting 145 differential gene expression that encode proteins involved directly and I or indirectly on routes of metabolic response to biotic and abiotic stresses. The groups of genes identified with differential expression during the treatments applied in both experiments were classified into functional categories, including genes involved in the production of energy, of transcription factors, genes involved in different ways anabolics and I or catabolics as amino acids, lipids, carbohydrates and the photosynthetic metabolism, gene responses to stresses, genes that participate in the synthesis of proteins, cell communication, the cell cycle, cellular transport genes with... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:36:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2386385 bytes, checksum: 37df64ce6a5f35ae5e5b5a62e4fc9660 (MD5) Previous issue date: 2009-02-17 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work had the goals to evaluate the effect of dry storage on the obstruction and rehydration of the flowers of Epidendrum ibaguense Kunth, evaluate the influence of cutting in the rehydration and vase life of flowers after dry storage, evaluate the effects of the use of different solutions on the vase life of inflorescences submitted or not submitted to prior to dry storage, evaluate the influence of temperature and dry storage and the postharvest in the quality flowers previously treated and untreated with silver thiosulfate (STS). Cut flowers of E. ibaguense can be dry stored up to 24 hours, without occuring reduction of the vase life and loss of commercial quality. After the dry storage, there is absorption of water even without proceding the cut of the stem base. However, extention of the vase life was observed with the cut of the base of the stem 1,0 cm height. To prolong the life of vase of E. ibaguense in both flower submitted to the water deficit, pulsing the stems with 2,0 mM of STS by 30 minutes is highly recommended. To preserve the flowers of E. ibaguense that need to be transported or dry stored , pulsing is recommended at concentration of 2,0 mM STS for 30 minutes, followwed storage at 10 ºC for a maximum period of 4 days. / Este trabalho teve como objetivos avaliar o efeito do armazenamento a seco na obstrução e reidratação de inflorescências de Epidendrum ibaguense Kunth; avaliar a influência do corte na reidratação e vida de vaso das flores após o armazenamento a seco; determinar os efeitos do uso de diferentes soluções sob a vida de vaso de inflorescências submetidas ou não submetidas previamente ao armazenamento a seco; avaliar a influência da temperatura e do armazenamento a seco, na qualidade pós-colheita de flores tratadas e não tratadas previamente com tiossulfato de prata (STS). Flores cortadas de Epidendrum ibaguense KUNTH podem ser armazenadas a seco por até 12 horas, sem que ocorra redução da vida de vaso e perda da qualidade comercial. Após o armazenamento a seco ocorre absorção de água mesmo sem realização do corte da base. Contudo, um prolongamento da vida de vaso é observado com a realização do corte da base da haste, a partir de 1,0 cm. Para prolongar a vida de vaso de flores de E. ibaguense submetidas ou não ao déficit hídrico, recomenda-se o pulsing das hastes florais em 2,0 mM de STS, por 30 minutos. Para conservar as flores de E. ibaguense que necessitem ser transportadas ou armazenadas a seco, recomenda-se pulsing com STS 2,0 mM, por 30 minutos, seguido de armazenamento a 10ºC, permanecendo nesta condição por até 4 dias.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:36:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 937113 bytes, checksum: 1ebb4d9a4a9691011fdc11ff9e9519bd (MD5) Previous issue date: 2010-07-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The functional divergence associated with biomass partitioning, carbon gain and water use was studied in 10 clones of Coffea canephora. Seedlings, raised as rooted stem cuttings, with four leaf pairs were grown under full sunlight in 24 dm3 pots. When 8 months old, the plants were submitted to varying irrigation treatments: a group of plants was watered regularly as needed (control plants); a second group was maintained at 66% field capacity for 90 days (mild water deficit). Half of the plants of each clone were then analyzed, the other half were kept at 33% field condition for more 30 days (severe water deficit). Multivariate analysis was performed in order to evaluate the functional divergence among clones and possible strategies to cope with water deficit. In general, the total biomass was dramatically decreased in droughted plants; this was accompanied by increases in the root mass ratio and decreases in the leaf biomass ratio, whereas only minor, if any, changes in the stem biomass ratio was found, although the stem density having increased significantly in most clones under drought conditions. In control plants, higher photosynthetic rates were associated with higher stomatal conductance and increased internal-to-atmospheric CO2 concentration ratio; however, gas exchange parameters and carbon isotopic composition did not correlate significantly. Regardless of water deficit, nitrogen isotopic composition did not change consistently among the treatments. In general, clones displaying higher hydraulic efficiency (lower stem density, higher root biomass ratio, transpiration rates, apparent hydraulic conductance, and more negative water potentials) showed improved carbon gain. These clones were able to keep higher net photosynthetic rates under mild water deficit at the expense of higher water use. Under severe water deficit, partial maintenance of photosynthetic rates was, to a great extent, dependent on a more favorable leaf water status associated with more conservative traits linked to water use. It should be emphasized that decreases in photosynthesis rates were accompanied by reductions in stomatal conductance under severe drought, resulting in negative correlation between photosynthesis rates and internal-to-atmospheric CO2 concentration ratio; as a result, negative correlation between gas exchange parameters and carbon isotopic composition was observed. Traits associated with water use, such as stem density, midday water potential and transpiration rate, in addition to carbon isotopic composition (under water deficit), could be useful tools for screening promising clones in response to water availability, specially because these traits are easily obtained and showed substantial amplitude among the clones. / A divergência funcional associada à partição de biomassa, ganho de carbono e uso da água foi estudada em 10 clones de Coffea canephora. Mudas com quatro pares de folhas, provenientes do enraizamento de estacas de ramos ortotrópicos, foram cultivadas a pleno sol, em vasos de 24 dm3. Quando atingiram oito meses, as plantas foram submetidas a regimes hídricos diferenciais: um grupo de plantas foi irrigado continuamente (plantas-controle), enquanto o segundo grupo (10 plantas de cada clone) foi submetido à desidratação, imposta pela supressão da irrigação, até que a umidade do solo atingisse 66% da água disponível na capacidade de campo, permanecendo nessa condição durante 90 dias (déficit hídrico moderado). Metade das 10 plantas de cada clone foi então analisadas; à outra metade, permitiu-se que a água disponível decrescesse para 33% em relação à disponibilidade hídrica na capacidade de campo, mantendo-se as plantas nessa condição por mais 30 dias, quando foram, pois, avaliadas (déficit hídrico severo). Análises multivariadas com decomposição em componentes principais foram feitas, com o intuito de se avaliar a divergência funcional entre os clones e as possíveis estratégias desenvolvidas, em resposta à disponibilidade de água. De maneira geral, o déficit hídrico acarretou reduções significativas na biomassa acumulada, com incrementos na razão de massa radicular e redução na razão de massa foliar, enquanto a razão de massa caulinar pouco variou, a despeito do aumento expressivo de densidade de caule na grande maioria dos clones avaliados. Nas plantas-controle, maiores taxas fotossintéticas estiveram associadas com maior condutância estomática e maior razão entre as concentrações interna e externa de CO2, mas não se observou correlação significativa entre trocas gasosas com a composição isotópica do carbono. Independentemente do regime hídrico, a composição isotópica do nitrogênio não variou consistentemente, em resposta aos tratamentos aplicados. De modo geral, clones com maior eficiência hidráulica (menor densidade de caule, maior razão de massa radicular, maior taxa de transpiração, maior condutância hidráulica aparente e potenciais hídricos mais negativos) exibiram maior ganho de carbono. Esses mesmos clones tenderam a manter maiores taxas de fotossíntese líquida sob deficiência hídrica moderada, às expensas de maiores taxas do uso da água. Sob déficit hídrico severo, a manutenção parcial das trocas gasosas foi, em grande extensão, dependente de um status hídrico mais favorável associado a características mais conservativas em termos de uso da água. Ressalta-se que, sob seca severa, as reduções nas taxas fotossintéticas ocorreram em paralelo com reduções na condutância estomática, resultando numa correlação negativa entre taxas de fotossíntese e a razão entre as concentrações interna e externa de CO2; como conseqüência, houve uma correlação negativa entre trocas gasosas e a composição isotópica do carbono. Variáveis associadas ao uso da água, como densidade do caule, potencial hídrico ao meio-dia e taxa de transpiração, além da composição isotópica do carbono (sob déficit hídrico), podem ser ferramentas úteis na identificação de clones promissores, em resposta à disponibilidade hídrica, especialmente porque são de fácil medição e exibiram uma amplitude substancial entre os clones.

Orientador: Sergio Valiengo Valeri / Banca: Rinaldo César de Paula / Banca: Vitor Corrêa de Mattos Barretto / Resumo: O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos de doses de potássio e níveis de umidade do solo no crescimento de plantas de Corymbia citriodora. Foram aplicadas quatro doses de potássio (0, 40, 80 e 120 mg dm-3) e três níveis de umidade do solo (50-80%, 65-80% e 80% do volume máximo de água retido pelo solo em vaso), combinados em um esquema fatorial 4 x 3. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado com seis repetições, e cada parcela foi composta por um vaso contendo duas plantas. Aos 94 dias após o plantio, foram avaliados: porcentagem de sobrevivência, altura, diâmetro do caule, número de folhas, área foliar, massa de matéria seca de folhas, de caule e ramos, da parte aérea, de raízes e total das plantas da parcela, comprimento e diâmetro das raízes, índice de conteúdo de clorofila, concentração de clorofilas, concentração e acúmulo foliar de macronutrientes e eficiência de utilização de potássio nas folhas. O aumento do nível de umidade do solo favoreceu o crescimento das plantas de Corymbia citriodora e a absorção de fósforo, potássio, enxofre e magnésio. A aplicação de potássio não promoveu a amenização dos efeitos negativos da redução da disponibilidade de água no crescimento das plantas / Abstract: The objective of this work was to evaluate the effects of potassium and soil moisture levels on the growth of Corymbia citriodora plants. Four doses of potassium were applied (0, 40, 80 and 120 mg dm-3) and three soil moisture levels were established (50-80%, 65-80% and 80% of maximum soil field capacity). The experiment was a 4 x 3 factorial arrangement of treatments within a randomized complete design with six replications for each treatment and one pot with two plants for each plot. At 94 days after planting, the plant growth parameters: survival percentage, height, stem diameter, leaf number and area, leaf dry mass, stem and branches dry mass, shoot dry mass, root dry mass, total dry mass, length and diameter of roots, chlorophyll content index, chlorophylls concentrations, leaf macronutrient contents and amounts, and efficiency of potassium utilization by leaves were measured. The increase of soil moisture level benefited the growth of Corymbia citriodora plants and phosphorus, sulfur and magnesium uptake. The potassium application did not promote alleviation of negative effects caused by low water availability on plant growth / Mestre

Com a continuação do aquecimento global, prevê-se o aumento dos períodos de seca, um dos mais importantes fatores abióticos a afetar o crescimento dos eucaliptos no Brasil. Nessa direção, as práticas silviculturais poderiam adaptar-se para favorecer os mecanismos de adaptação das árvores à seca. Assim, na Estação Experimental de Itatinga, foram avaliados os efeitos da adubação potássica sobre os aspectos produtivos e fisiológicos de um povoamento de Eucalyptus grandis, em primeira rotação, submetido à exclusão parcial de chuva durante trinta meses após o plantio. O dispositivo experimental foi um split plot, com três blocos completos e quatro tratamentos: dois regimes hídricos (100% e 63% das chuvas, com exclusão parcial artificial) e duas doses de K (0 e 4,5 kmol ha-1). A meta foi avaliar a influência da nutrição potássica sobre as características e a atividade fotossintética das folhas. A transpiração foi medida por sensores de fluxo de seiva para estimar a eficiência de transpiração do povoamento. O potencial foliar e as trocas gasosas foliares foram monitorados, enquanto os valores de \'delta\'13C do floema foram medidos, para avaliar o estado hídrico e o funcionamento estomático das árvores, em função da disponibilidade de K e de água. Os resultados mostraram que a adição de K atuou sobre vários mecanismos responsáveis pelo aumento do crescimento e da produção de madeira: aumento da área foliar total e individual, da duração de vida foliar, do tamanho e da turgescência celular foliar, da espessura foliar e dos espaços intercelulares no mesófilo foliar, da capacidade fotossintética, da condutância dos estômatos e do mesófilo, da exportação dos fotoassimilados, produzidos nas folhas-fontes, do fluxo de seiva, da eficiência de transpiração na produção de madeira, pelo aumento da repartição de biomassa nesse compartimento. Folhas com sintomas de deficiência de K mostraram concentrações de nutrientes, espaços intercelulares e atividade fotossintética inferiores, e concentrações de açúcares solúveis superiores, na comparação com o tratamento com K, sugerindo uma ligação entre nutrição, anatomia e fisiologia foliar. Durante o déficit hídrico, o E. grandis mostrou um comportamento isohidrodinâmico, associado ao fechamento estomático, ao ajustamento foliar osmótico, à diminuição na elasticidade das paredes celulares, ao aumento na eficiência de uso da água nas folhas, à diminuição da área foliar total e à rápida absorção da água nas camadas profundas do solo. A partir de aproximadamente 22 meses após o plantio, o estado hídrico das árvores diminuiu: (1) nas parcelas com exclusão parcial de chuva, em relação às parcelas sem exclusão parcial de chuva, e (2) nas parcelas com adição de K, em relação às parcelas sem essa adição. Embora a adição de K melhore as relações hídricas nas folhas, o controle dos movimentos estomáticos e as trocas gasosas foliares, ela agravou o estado hídrico das árvores durante períodos de seca intensa, devido ao maior crescimento e à demanda hídrica. Assim, os efeitos benéficos da adição de K sobre a adaptação à seca das árvores poderiam não contrabalançar o aumento do déficit hídrico durante períodos mais intensos de seca. Em relação às previsões futuras de seca, as empresas florestais, provavelmente, terão de adaptar a fertilização para minimizar a demanda de água e os riscos de mortalidade / Global warming is predicted to exacerbate drought, one of the most important abiotic stress factors affecting eucalypts growth in Brazil. Silvilcultural practices might be adapted to enhance drought adaptation mechanisms of trees. This study examined the effects of K addition on productive and physiological aspects of Eucalyptus grandis stands in first rotation submitted to partial through fall exclusion over thirty months after planting. A large-scale through fall exclusion experiment using a split plot design was conducted with three blocks and four treatments: two water regimes (100% and 63% of through fall with partial artificial exclusion) and two K doses (0 and 4.5 kmol ha-1). The influence of K nutrition on characteristics and photosynthetic activity of leaves was assessed Tree transpiration was measured from sap flow probes to estimate water use efficiency. Foliar water potential and gas exchange were monitored, and phloem \'delta\'13C was measured in order to evaluate tree water status and stomatal regulation depending on K and water availabilities. The results showed that K supply influence various mechanisms responsible for tree growth enhancement: increase in total and individual leaf area, leaf lifespan, cell turgor and cell size due to an increase in turgor, leaf thickness and intercellular spaces, photosynthetic capacity, stomata and mesophyll conductances, photoassimilate export from source leaves and transpiration efficiency for wood production through increase of biomass partitioning to this compartment. Leave with K-deficiency symptoms exhibited lower nutrient concentrations and photosynthetic activity, reduced intercellular spaces, and higher soluble sugar contents compared to healthy leaves, which suggested a strong link between nutrition, leaf anatomy and physiology. The adaptive mechanisms of E. grandis trees to cope with water restriction were an isohydrodynamic behavior associated with stomatal closure, osmotic adjustment, a decrease in wall cell elasticity, an increase in foliar water use efficiency, a decrease in total leaf area and a fast water uptake in very deep soil layers. From approximately 22 months after planting onwards, tree water status was lower: (1) in droughted plots compared to the rain-fed plots and, (2) in K-fertilized plots, compared to the K-unfertilized trees. Although K addition enhanced tree water relations, stomatal control and leaf gas exchange, it exacerbated tree water deficit during severe drought as a result of high water demand throughout tree development. Therefore, the beneficial effects of K supply on tree acclimation to drought may not counterbalance the increase in water deficit during severe water restriction periods compared to the K-unfertilized trees. Regarding future drought previsions, forest managers might have to adapt their fertilization regimes to minimize water demand and risks of mortality

Currently, the cropping area is around 10 million hectares, in which the sugarcane fields are expanding for marginal regions, mainly where grains and pasture were previously cultivated. From that, the objectives of this study were: to calibrate and evaluate a sugarcane yield model using data from 12 fields conducted under high technology field conditions; to evaluate the performance of a gridded system (NASA/POWER) to increase the spatial density of the weather stations in Brazil, to be employed as input data of crop simulation models; to map, in micro-region scale, the potential (Yp), the best farmer\'s (Ybf) and average actual (Yavg) sugarcane yields in Brazil, in order to determine the sugarcane yield gaps by water deficit (YGWD) and by crop management (YGCM), and to define strategies for a most sustainable sugarcane crop production. The yield model showed a good performance in the yield simulation, during the calibration and validation phases. The estimated yield in the calibration phase was 81.9 Mg ha-1 while the observed one was 82.3 Mg ha-1. In the validation phase, the estimated yield was 82.9 Mg ha-1 and the observed was 86.9 Mg ha-1. These results suggested that this kind of model can be used for yield estimation, mainly for agricultural planning purposes, at regional and national scales. The NASA/POWER weather data showed a reasonable performance when compared to observed data that control Yp (solar radiation and air temperature). On the other hand, although the annual average rainfall were very similar in all locations evaluated, this variable presented unsatisfactory statistical coefficients (R2 = 0.60 and MAPE = 233.4%), being suggested, therefore, to replacement of rainfall data from the gridded system by the ones from local rainfall stations (ANA). In the majority of the locations, the percentage errors of Yp were ±15%, while the attainable yield was overestimated by 14% when estimated without replace the rainfall data by the ANA\'s data. Otherwise, when the rainfall data were modified by the ones from ANA, a better adjustment was obtained, revealing an overestimation of only 5%. Finally, 259 virtual weather stations were generated with NASA/POWER data and rainfall from ANA database to estimate yields. The yield types were spatialized through software ArcGis 9.3® at micro-region level. The yield gaps by water deficit and crop management were determined. It was observed that the sugarcane yield losses in Brazil are mainly caused by water deficit (74% of total yield gap), while 26% was due crop management. These results contribute for a better understanding about the factors that control sugarcane production and, therefore, they can be used to define strategies, such use of drought tolerant cultivars, irrigation, and soil decompaction, to make sugarcane production in Brazil more efficient and sustainable. / Atualmente, a cana de açúcar ocupa uma área de aproximadamente 10 milhões de hectares, revelando um pronunciado avanço dos canaviais para regiões marginais, onde anteriormente predominavam os cultivos de grãos e pastagens. Assim, os objetivos deste estudo foram calibrar e avaliar um modelo de estimativa da produtividade de colmos da cana de açúcar em 12 locais, sob elevado padrão tecnológico e operacional de cultivo; avaliar o desempenho de um sistema de dados meteorológicos em grid (NASA/POWER, 1°x1°) para incrementar a densidade espacial de estações meteorológicas no Brasil para serem empregados em modelos de simulação de culturas; e mapear, a produtividade potencial (Yp), a produtividade obtida pelos produtores com elevado nível tecnológico (Ybf) e a produtividade real média (Yavg) de colmos no Brasil, para, posteriormente, determinar a quebra de produtividade da cana de açúcar decorrente do déficit hídrico (YGWD) e do manejo da cultura (YGCM), a fim de indicar estratégias para um cultivo mais sustentável. O modelo agrometeorológico de estimativa apresentou desempenho satisfatório na simulação das produtividades, tanto na fase de calibração como na validação. A produtividade estimada na calibração foi de 81.9 Mg ha-1 enquanto que a observada foi 82.3 Mg ha-1. Na validação, a produtividade estimada foi 82,9 Mg ha-1 e a observada foi 86,9 Mg ha-1. Esses resultados sugerem a possibilidade do emprego desse modelo para a estimativa da produtividade da cultura da cana-de-açúcar, principalmente em termos de planejamento agrícola em média e grande escalas. O sistema NASA/POWER apresentou desempenho satisfatório em relação às variáveis meteorológicas que controlam a Yp (radiação solar e temperatura do ar). Por outro lado, embora os totais anuais de precipitação tenham sido bastante semelhantes, a precipitação apresentou coeficientes estatísticos apenas razoáveis, principalmente para aplicações em modelos de simulação da produtividade (R2 = 0,60 e MAPE = 233,4%), sendo sugerido, portanto, o uso de dados dessa variável provenientes de estações pluviométricas locais. Na grande maioria dos locais avaliados o erro percentual da produtividade potencial variou entre ±15%, enquanto que a produtividade atingível foi superestimada em 14% quando esta foi estimada com os dados de precipitação do sistema NASA/POWER. Por outro lado, quando os dados de precipitação foram modificados pelos dados de estações pluviométricas da ANA, houve apenas 5% de superestimativa da produtividade. Por fim, foram geradas 259 estações meteorológicas virtuais com os dados do sistema NASA/POWER e a precipitação das estações pluviométricas da ANA. Posteriormente, os yield gaps por efeito do déficit hídrico e do manejo da cultura foram determinados. Os resultados indicaram que o principal fator restritivo da produtividade da cana de açúcar no Brasil é o déficit hídrico (74% do YG total), enquanto que as práticas de manejo da cultura sub-ótimas contribuem com 26% da quebra total. Isso contribuiu para um melhor entendimento dos aspectos que afetam a produção de cana de açúcar em diferentes regiões brasileiras, sendo, portanto, possível se delimitar estratégias, como o uso de cultivares tolerantes à seca, a irrigação e a descompactação dos solos, que tornem a cultura mais resiliente e produção canavieira mais eficiente e sustentável.

O sistema de produção da cana-de-açúcar é altamente complexo e a expansão do cultivo tem ocorrido para locais com considerável déficit hídrico (DH). Nesse contexto, o DH e o manejo agrícola são os principais fatores determinantes das quebras de produtividade da cana-de-açúcar, sendo a irrigação uma das alternativas para minimizá-las. Modelos de simulação podem ser utilizados para avaliar a quebra de produtividade e os impactos da irrigação na cana-de-açúcar. Assim, o presente estudo teve por objetivos: i) avaliar e ajustar os modelos MZA-FAO, DSSAT/CANEGRO e APSIM-Sugarcane e propor um fator de manejo (kdec); ii) avaliar a magnitude da quebra de produtividade e suas causas (DH e manejo); iii) avaliar os impactos da irrigação na produtividade da cana-de-açúcar e; iv) estimar o número de dias de suspensão da irrigação antes da colheita. Comparando-se com dados de produtividade de cana de 12 meses com diversos cortes e sistemas (sequeiro e irrigado) para diversas regiões brasileiras, o desempenho de todos os modelos foi fraco com grande erro absoluto médio (EAM > 29 t ha-1) e baixa precisão (R2 < 0,54), já que esses não consideram o manejo agrícola. A introdução do kdec propiciou melhoria no desempenho dos modelos (EAM < 14 t ha-1 e R2 &ge; 0,63). Utilizando a média de produtividade dos três modelos, a precisão e acurácia melhoraram e o EAM diminuiu. Para o estudo da quebra de produtividade foram utilizadas simulações apenas de cana planta de 12 meses sob manejo ótimo, por meio da abordagem multimodelos, as quais foram contrastadas com os dados do IBGE para 30 locais. A quebra de produtividade total média (QT) foi 121 t ha-1, sendo que a maior parte desta foi devido ao DH (72% da QT ou 87 t ha-1). A quebra de produtividade devido ao manejo agrícola (QM) depende da região e das práticas adotados pelos produtores sendo, em média, 28% da QT (34 t ha-1). A QM pode estar relacionada, principalmente, ao monocultivo e à mecanização. Uma vez que o DH é a principal causa da quebra de produtividade, o impacto da irrigação nesta foi estimado por meio de simulações para cana planta de 12 meses em três tipos de solo e 12 datas de plantio com o modelo MZA-FAO. Os resultados demonstraram que o incremento na produtividade decorrente do uso da irrigação é dependente da interação entre as condições meteorológicas, do solo, da época de plantio e da lâmina de irrigação, e revelam que tal prática tem potencial para melhorar os níveis de produtividade em diversas regiões brasileiras. A suspensão da irrigação antes da colheita é uma estratégia para incrementar o teor e a produtividade de sacarose, todavia, não há recomendações para as condições brasileiras. Na tentativa de fornecer informações para nortear tal estratégia, simulações com o modelo APSIM-Sugarcane para cana planta de 12 meses foram realizadas para diferentes tipos de solo, épocas de colheita e locais. O número de dias de suspensão da irrigação variou entre 15 e 115 dias, dependendo da localidade, do solo e da época da colheita. / The sugarcane production system is highly complex and the expansion of this crop is occurring to areas with expressive water deficit (WD). In this context, WD and crop management (CM) are the main determining factors of yield gaps (YG). Irrigation is an alternative to reduce YG of this crop. Crop simulation models can be used to evaluate the YG and irrigation impacts on sugarcane production. Based on that, this study aimed: i) to evaluate and adjust the MZA-FAO, DSSAT/CANEGRO and APSIM-Sugarcane models and propose a management factor (kdec) to improve the performance of these models; ii) to assess the YG magnitude and its causes (WD and CM); iii) to evaluate the impacts of irrigation on sugarcane yield and; iv) to estimate the drying-off days before harvest for different locations. When comparing 12-month cane data with several cuts in rainfed and irrigated systems, the performance of all models was poor with high mean absolute error (MAE > 29 t ha-1) and low precision (R2 < 0.54), once the models does not take into account crop management aspects. The introduction of kdec increased the models\' performances, with MAE < 14 ta ha-1 and R2 &ge; 0.63. When the average yield of the three models was used, the precision and accuracy improved and MAE decreased. The YG was calculated by the difference between simulated values of 12-months plant cane under optimum management in a multi-model approach and data from IBGE for 30 locations. The average YG total (YGT) was 121 t ha-1, which were mainly caused by WD (YGWD), followed by sub-optimal CM (YGCM). The YGWD accounted for about 72% of YGT (&sim; 87 t ha-1). The YGCM is dependent on the region and practices adopted by growers, and it represents, in average, 28% of the YGT (34 t ha-1). YGCM can be related mainly to monoculture and mechanization of high impact. Since the WD is the main cause of YG, the impact of irrigation on sugarcane yield was estimated by simulating 12-month plant cane in three soil types and 12 planting dates with MZA-FAO model for a long-term period (30 years). The results showed that the yield increases depend on the interaction between weather conditions, soil type, planting date and irrigation level. The simulations showed that irrigation is a practice with great potential to increase the sugarcane yield in several Brazilian locations. When sugarcane is irrigated, the drying-off is a strategy to increase sucrose content and yield; however, there are no recommendations about it for Brazilian conditions. In order to address this issue, simulations were conducted with APSIM-Sugarcane model for 12-month plant cane under optimum management in three soil types and 12 Brazilian locations for a long-term period (30 years). The harvest dates were simulated from May to November, which is the common harvesting season in sugarcane mills in the evaluated regions. The number of drying-off days varies according to location, soil type and harvest date, with the median ranging from 15 to 115 days.

A cana-de-açúcar apresenta-se como umas das principais culturas do agronegócio no Brasil e está integrada à matriz energética nacional, servindo também como matéria prima para diversos produtos industrializados. Em virtude das alterações nos padrões de precipitação natural que está ocorrendo em várias regiões do mundo, observam-se perdas significativas de produtividade na cana-de-açúcar devido ao déficit hídrico no solo, sendo esse um dos principais entraves atuais para maximização e para produtividade desta cultura. A busca por variedades resistentes ao estresse hídrico nos programas de melhoramento genético tem procurado selecionar genótipos que convertam de maneira mais eficiente à transpiração da planta em biomassa, evitando a perda de água excessiva para a atmosfera, de modo tal que a planta \"economize a água do solo\" para poder sobreviver posteriormente durante os períodos de estiagem. Este trabalho tem por hipótese que seja possível estimar a eficiência do uso da água (produtividade da água) e o acúmulo final de carbono na cultura de cana-de-açúcar em diferentes níveis de disponibilidade hídrica no solo, através de medidas pontuais da taxa de fotossíntese e transpiração (IRGA - Trocas gasosas) nos estágios iniciais e intermediários de crescimento da cultura. O presente trabalho tem por objetivo avaliar, de forma comparativa, variáveis relacionadas às trocas gasosas de oito variedades de cana-de-açúcar quando submetidas a déficit hídrico durante a fase inicial de crescimento vegetativo. O experimento foi conduzido em ambiente protegido na Escola Superior de Agricultura \"Luiz de Queiroz\" (USP), em Piracicaba-SP. Os tratamentos foram distribuídos em esquema fatorial (4x4x8) com parcelas sub-subdivididas com 3 repetições, totalizando 128 tratamentos e 384 parcelas experimentais. As mensurações de trocas gasosas foram realizadas entre 45 e 195 dias após inicio do ciclo cana soca sob condições controladas de luz e CO2. As quatro lâminas de irrigação utilizadas foram L50, L75 L100 e L125. Na lâmina L100 a umidade do solo foi mantida próxima à capacidade de campo (&theta;cc) ao longo de todo experimento, nas demais lâminas aplicou-se uma fração da L100. Verificou-se que o estresse hídrico afetou as trocas gasosas: fotossíntese líquida, transpiração, condutância estomática e eficiência do uso da água. Os valores de produtividade da água reais medidos no experimento oscilaram entre 5 a 9 kg de matéria seca m-3 de água evapotranspirada. Os maiores acúmulos de biomassa foram observados para as variedades V1, V2 e V4 na lâmina de irrigação de 100%, com mais de 80 t ha-1 de biomassa seca. A produtividade da água real de uma variedade de cana-de-açúcar pode ser estimada com base em medidas de trocas gasosas, porém deverá ser aplicado um fator de correção específico para cada variedade que oscila entre 3,1 e 5,2 para a lâmina de 100 %. / Sugarcane crop is one of the main crops of agribusiness in Brazil and is integrated into the national energy matrix, also serving as raw material for various industrial products. Due to changes in natural precipitation patterns taking place in various regions of the world in recent years, there are significant losses of productivity in sugarcane due to water deficit in the soil, making a major current obstacle to maximizing this crop productivity. The search for varieties resistant to water stress in breeding programs has sought to select genotypes that convert more efficiently the transpiration of the plant, avoiding excessive loss of water to the atmosphere, such that the plant \"save water in the soil\" in order to survive during periods of drought in the future. This work has the primary hypothesis that it is possible to estimate the water use efficiency (water productivity) and the final accumulation of carbon in the sugarcane crop at different soil water levels availability through localized measurements of photosynthesis and transpiration (IRGA - Gas exchange equipment) during initial and intermediate stages of crop growth. This study aims to evaluate, on a comparative basis, variables related to gas exchange for 8 varieties of sugarcane subjected to water stress during early vegetative growth. The experiment was carried out under greenhouse conditions at Escola Superior de Agricultura \"Luiz de Queiroz\" (USP) in Piracicaba-SP / Brazil. The treatments were distributed in a factorial scheme (4x4x8) with sub-divided plots with three repetitions, totaling 128 treatments and experimental units. Measurements of gas exchange took place between 45 and 195 days after the beginning of the sugarcane cycle ratoon under controlled conditions of light and CO2. The four irrigation depths used were L50, L75 L100 and L125. In the L100 treatment soil moisture was kept close to field capacity (&theta;cc) throughout the experiment; L50, L75 and L125 received a fraction of the L100. It was found that water stress affected plant gas exchange: net photosynthesis, transpiration, stomatal conductance and water use efficiency. The actual water use efficiency (water productivity) measured in the experiment varied between 5 and 9 kg of dry matter m-3 of evapotranspired water. The highest accumulation of biomass were observed for varieties V1, V2 and V4 on the L100 irrigation treatment, up to 83 t ha-1 dry matter (V1). Water use efficiency (water productivity) of sugarcane varieties can be estimated based on measurements of gas exchange, but must be assigned a specific correction variety factor ranging between 3.1 and 5.2 for the L100 tratment.

O cultivo da cana-de-açúcar depara-se com a falta de tecnologias alternativas inovadoras para impulsionar sua produtividade diante dos crescentes custos de mão de obra e insumos, tornando-se essencial aumentar a produtividade da cana de forma sustentável. A cana-de-açúcar é comercialmente plantada, utilizando-se cortes de toletes ou gemas. Este método de cultivo está se tornando gradualmente antieconômico, devido ao elevado custo das \"áreas de viveiros\" usadas para a renovação de canaviais, que demandam mais de 20 por cento do custo total de produção para renovação/novos plantios. Dessa forma, necessita-se de métodos alternativos de plantio, que impulsionem a produtividade da cana-de-açúcar sobre princípios de um planejamento adequado; entre outras práticas, devem estar inclusas a formação de viveiros sadios, com otimização de áreas destinadas à multiplicação de mudas e também a escolha das melhores opções entre os materiais genéticos para a formação do canavial. Este trabalho baseia-se na hipótese de que, para viveiros de cana-de-açúcar, exista uma combinação mais adequada entre a lâmina de irrigação/intensidade do déficit hídrico e a posição da gema ao longo do colmo; desta forma, aumenta-se a produtividade de gemas de cana-de-açúcar, que serão utilizadas no plantio do sistema de mudas-pré-brotadas (MPB). O objetivo deste trabalho foi avaliar, no que se refere ao viveiro de mudas, o efeito de quatro lâminas de irrigação, quatro intensidades de déficit hídrico na fase de maturação, quatro posições ao longo do colmo para oito variedades de cana-de-açúcar irrigadas por gotejamento, assim como também a produtividade por área e os custos de produção de gemas viáveis de cana-de-açúcar. O experimento foi conduzido no município de Piracicaba - SP, no Departamento de Engenharia de Biossistemas da Escola Superior de Agricultura \"Luiz de Queiroz\" (ESALQ/USP), em ambiente protegido (estufa). O delineamento experimental adotado foi em blocos inteiramente aleatorizados, com três blocos completos. Os tratamentos foram distribuídos em esquema fatorial (4x4x4x8), totalizando-se assim 511 tratamentos e 1536 parcelas experimentais. Os tratamentos testados foram: lâmina de irrigação ao longo do ciclo, com quatro níveis (Lâmina); intensidade do déficit hídrico na fase final do ciclo para maturação da cana-de-açúcar, com quatro estratégias de restrição hídrica (Maturação); posição da gema ao longo do comprimento do colmo, com quatro posições (Posição); e variedade comercial de cana-de-açúcar, com oito variedades (Variedade). Considerando-se que o presente estudo foi desenvolvido através de irrigação por gotejamento de alta frequência sob irrigação plena e irrigação com déficit, pode-se concluir que: a) a lâmina de irrigação que repõe o total de água requerido com alta frequência (L100) promove um aumento médio de 42% no total de gemas viáveis produzidas por hectare, comparado com o fornecimento de metade da lâmina de irrigação requerida (L50); b) as gemas localizadas no segundo quarto do dossel da touceira tem maior capacidade de pegamento, bem como as próximas do ápice; c) a adoção de déficit hídrico na fase pré-colheita (estratégias de maturação) em condições de irrigação plena (L100) podem reduzir em média 11% o número de gemas viáveis por hectare; d) a produtividade da água para gemas de cana-de-açúcar (2,88 à 3,17 litros gema-1) não tem relação com a lâmina de irrigação ou a estratégia de maturação adotada, sendo influenciada somente pelo material genético utilizado (variedade); e) as estratégias de restrição do volume de água aplicado (L50, L75 e L125) oneram em até 51% os custos de produção para cada gema viável produzida, comparado à irrigação plena (L100). / Sugarcane crop is facing a difficult road ahead due the rising input and labor costs and the lack of innovative alternative technologies to boost productivity. Thus, it is essential not only increase the productivity of sugarcane, but also keep it in a sustainable way, had conserving limited resources throughout time. To accomplish this, there is a strong necessity to use alternative methods of production to boost sugarcane productivity on the principles of \'\'more with less\'\'. More than ever, the answer refers to proper planning, which includes among other practices, the formation of healthy nursery, with definable areas intended to multiplication of seedlings and the choice of the best options among the available materials for the formation of cane field. Sugarcane is cultivated using cuts of stalks or bud chips and this cultivation method is gradually becoming uneconomical due the cost of \"nurseries areas\" used for renew old areas, requiring more than 20 percent of the total production cost for renovation/new plantings. This work has the hypothesis that for sugarcane, there is a better combination of water depth / intensity of water stress and bud chip position along the stem, in order to maximize the fixation / development of buds. The objective is evaluate the effect of four irrigation levels, four water stress intensities in the maturation phase, four positions along the stem, for eight varieties of sugarcane submitted to drip irrigation, analyzing the related variables quality seedlings (productivity and cost of viable buds of sugarcane). The experiment was conducted in Piracicaba - SP, in the research area of the Department of Biosystems Engineering of the College of Agriculture \"Luiz de Queiroz\" (ESALQ / USP), in a protected environment (greenhouse). The experimental design was completely randomized blocks, with 3 complete blocks. The treatments were arranged in a factorial design (4x4x4x8), totaling 511 treatments and 1536 experimental plots. The treatments were: water depth during the cycle with 4 levels (Water depths); commercial variety of cane sugar, with 8 varieties (Variety), intensity of water deficit in the final phase of the maturation of sugarcane, 4 water restriction strategies (maturation); and bud chip position along the stem length, 4 position (position). Considering the conditions in which this study was developed: drip irrigation high frequency under full irrigation and irrigation deficit, it can be concluded that: a) The water depth that returned the total water required in high frequency (L100) promotes an average of 42% increase in total viable bud chips produced per hectare, compared with when it was supplied half of the required water depth (L50); b) Bud chips located in the second part of the canopy has a higher fixation capacity, as well as the buds located at the top; c) The adoption of water deficit in the pre-harvest phase (maturity strategies) in full irrigation conditions (L100) can reduce an average of 11% the number of viable buds per hectare; d) The water productivity of sugarcane bud chip (2,88 à 3,17 litros gema-1) has no relation to the water depth or adopted maturation strategy, being influenced by the used genetic material (variety); e) The restriction water strategies applied (L50, L75 and L125) can increase up to 51% of the costs for each viable bud produced compared to full irrigation (L100).