Os solos ácidos (pH < 5,0) representam cerca de 40 % das áreas agricultáveis no mundo. Nestes solos ocorre a solubilização de formas tóxicas de alumínio que inibe o crescimento radicular. Independente da presença do Al, o baixo pH pode ser tóxico à raiz, afetando a viabilidade celular no ápice e o crescimento radicular. Há evidências de que o estresse por H+ e/ou Al³+ afetam a parede celular. Por outro lado, modificações na parede podem determinar o grau de tolerância da planta quando submetidos a estes estresses. Assim, utilizou-se de duas abordagens para investigar se possíveis modificações na parede celular melhorariam o crescimento e viabilidade celular na exposição a H+ e Al³+. Na primeira, raízes de plantas do cultivar Micro-Tom (MT) de tomateiro (Solanum lycopersicum L.), com 2 e 13 dias de desenvolvimento, foram expostas de forma direta ou gradual ao baixo pH. Na segunda abordagem, as raízes foram submetidos a um tratamento hipo-osmótico antes de serem expostas a pH 4,0 ou 4,5 + Al. Em plantas com 2 e 13 dias, a exposição gradual foi realizada alterando o pH ao longo de 12 e 24 h, respectivamente. No tratamento hipo-osmótico (priming), as plantas foram transferidas de uma solução de alta osmolaridade (150 mM) para uma com baixa osmolaridade (0,5 mM), a pH 5,8, por 0; 0,5; 1 e 2 h antes de serem expostas a pH 4,0 ou 4,5 + Al por 12h. Como controles, raízes não receberam tratamento osmótico ou foram mantidas continuamente em alta osmolaridade. O crescimento de raízes expostas diretamente a pH 4,5 foi cerca de metade do controle a pH 5,8 e a pH 4,0 foi nulo. Ao contrário do esperado, na exposição gradual a pH 4,5, as raízes cresceram menos do que aquelas expostas diretamente a este pH e a pH 4,0 o crescimento continuou insignificante. No entanto, raízes expostas gradualmente ao pH 4,0 mantiveram a viabilidade das células do ápice, ao contrário daquelas expostas diretamente. Assim, a redução do crescimento radicular pela exposição a baixo pH pode ser uma resposta gerada pela própria planta, não sendo necessariamente decorrente da ação direta do pH. O priming hipo-osmótico antes da exposição a pH 4,0 permitiu a manutenção da viabilidade celular e um crescimento radicular de até 38% das raízes controle a pH 5,8, enquanto que nos controles a pH 4,0 as células morreram e o crescimento foi praticamente nulo. Em pH 4,5 + 5 ?M de Al o priming não reverteu a inibição do crescimento radicular, indicando que as respostas para H+ e Al³+ são diferentes. Ficou evidente que a atividade de GPX está envolvida nas respostas encontradas tanto na exposição gradual a baixo pH como no tratamento hipo-osmótico anterior ao baixo pH, mas não foi possível determinar se é consequência ou uma das possíveis causas destas respostas. No seu conjunto, os dados indicam que possíveis mudanças na parede celular podem estar envolvidas na melhoria do crescimento radicular e viabilidade celular do ápice durante o estresse. / Acidic soils (pH <5.0) represent about 40% of the arable land in the world. In these soils, toxic aluminum becomes soluble and inhibits root growth. Regardless of Al, low pH is, in itself, also toxic, decreasing cell viability and root growth. There is evidence that H+ and Al3+ can affect the cell wall. Reversely, modifications in the wall may determine the degree of tolerance of roots subjected to these stresses. Therefore, we used two approaches to investigate whether possible changes in the cell wall improve growth and cell viability upon exposure to H + and Al³+. In the first approach, roots of plants of the Micro-Tom (MT) cultivar of tomato (Solanum lycopersicum L.), at 2 and 13 days of development, were exposed directly or gradually to low pH. In the second approach, the roots were subjected to hypoosmotic treatment prior to being exposed to pH 4.0 or 4.5 + Al. In 2- and 13-day plants, gradual exposure was achieved by changing the pH over a 12 and 24 h period, respectively. In the hypo-osmotic pre-treatment (priming), plants were transferred from a high osmolarity solution (150 mM) to another with low osmolarity (0.5 mM), at pH 5.8, for 0, 0.5, 1 and 2 h before being exposed to pH 4.0 or 4.5 + Al for 12h. As controls, roots did not receive any osmotic treatment or were maintained continuously at high osmolarity. Growth of roots exposed directly to pH 4.5 was about half that of control roots at pH 5,8 and at pH 4.0 root growth was suppressed. Different from expected, roots exposed gradually to pH 4.5 grew less than those exposed directly to pH 4.5 and at pH 4.0, root growth remained negligible. However, cell viability was maintained in roots exposed gradually to pH 4.0, unlike those exposed directly. Thus, decreased root growth upon exposure to low pH may be a response generated by the plant itself rather than the direct effect of pH. In roots subjected to hypo-osmotic priming prior to exposure to pH 4.0, cell viability was maintained and root growth was up to 38% of that of control roots at pH 5.8, whereas in control roots at pH 4.0, cell death occurred and root growth was insignificant. At pH 4.5 + 5 uM Al, priming did not reverse the inhibition of root growth, suggesting that responses to H+ and Al3+ are different. GPX was involved in responses to both gradual exposure to low pH and to hypo-osmotic treatment prior to low pH, but it was not possible to determine whether this was a consequence or one of the possible causes of these responses. Taken together, the data indicate that possible changes in the cell wall may be involved in improving root growth and cell viability of the root apex during stress.

Made available in DSpace on 2017-07-25T19:29:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CarolineJesusCoelho.pdf: 3922070 bytes, checksum: 06fa3d69d093ea4840c9056afcb2a9ff (MD5) Previous issue date: 2011-08-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The aluminum toxicity has limited the potential yield in most crops, especially damage caused by the root system as inhibiting the growth, elongation and absorption of nutrients. The objectives were to standardize the concentration of aluminum and exposure of the roots of seedlings in minimal solution (Ca2+ + Al3+) and subsequently characterize the genetic variability of tolerance to the element in different germplasm (hybrids and landraces). The experiments of the approach of minimal solution in DBC were implanted with three replications. The treatments were arranged in a split plot where the plot studied the effect of doses of Al3+ (0, 2, 4 and 6 mg L-1) and the subplot effect of hybrids, which were exposed for a period of 96 h (1 and 2 experiments) and 48 h (experiment 3). The variables analyzed were the DIF1 (root net growth), DIF2 (root final growth) and their relative differences (DIFR1 and DIFR2). The variables analyzed were effective for assessing the tolerance / sensitivity to aluminum in minimal solution. The results revealed dramatic decline in root growth of all the hybrids with increasing doses of Al3+, based on the square root regression model. The starting dose of 4 mg L-1 the damage is so pronounced that virtually paralyzed the root growth when exposed for 96 h. On the other hand, when the hybrids were exposed for 48 h and the differences in tolerance or sensitivity were seen. In this sense, we standardized for the other experiments (characterization of germplasm), the minimal solution containing 4 mg L-1 + Al3+ + 40 mg L-1 Ca2+ implanted in the DBC with three replications. Germplasm in hybrid maize were carried out two experiments (48 and 96 h of exposure) with a total of 52 hybrids and germplasm experiment with landraces, with 54 treatments: 50 landraces + 4 hybrid control (48 h exposure). The genotypes were evaluated for the same variables as well as classified for the tolerance on the aluminum (ITRAl). Germplasm in hybrid, the analysis showed genetic variability for tolerance or sensitivity to, and Al+3. In general, the exposure period of 96 h significantly reduced the growth / root regrowth. The majority of the hybrids (35) showed a reduction in the value of ITRAl due to the increase of the exposure period, while 15 hybrids responded with an increase in this index. The evaluation of landraces showed very high values of growth / root regrowth as well as a predominance of genotypes (50%) classified as ITRAl ≥ 4, are considered excellent sources of aluminum tolerance. Featured very positive for the landrace Dente de Ouro 2 that showed a value of more than control ITRAl tolerant H 44. Estimates of genetic parameters in two maize germplasm showed high levels of genetic variance and heritability coefficients. These indices indicate very favorable conditions for development and selection of populations improved with increase in frequency of alleles of aluminum tolerance. / A toxidez pelo alumínio tem limitado o potencial de rendimento de grãos na maioria das culturas, principalmente pelos danos ocasionados no sistema radicular como: inibição do crescimento, da elongação e da absorção dos nutrientes. Os objetivos foram padronizar a concentração de alumínio e o tempo de exposição das raízes de plântulas em solução mínima (Al3+ + Ca2+) e posteriormente caracterizar a variabilidade genética para tolerância ao elemento em diferentes germoplasmas (híbridos e variedades crioulas). Os experimentos de adequação da metodologia de solução mínima foram implantados no DBC com três repetições. Os tratamentos foram arranjados em esquema de parcela subdividida, onde na parcela estudou-se o efeito de doses de Al3+ (0, 2, 4 e 6 mg L-1) e na subparcela o efeito de híbridos, que foram expostos por período de 96 h (1° e 2° experimentos) e de 48 h (3° experimento). As variáveis analisadas foram o DIF1 (crescimento radicular líquido), DIF2 (crescimento radicular final) e as respectivas diferenças relativas (DIFR1 e DIFR2). As variáveis analisadas foram eficientes para a avaliação da tolerância/sensibilidade ao alumínio em solução mínima. Os resultados revelaram queda drástica no crescimento radicular de todos os híbridos avaliados com o aumento das doses de Al3+, baseados no modelo de regressão raiz quadrada. A partir da dose 4 mg L-1 os danos são tão acentuados que praticamente paralisaram o crescimento radicular quando expostos por 96 h. Por outro lado, quando os híbridos foram expostos por 48 h as diferenças de tolerância e ou sensibilidade foram visualizadas. Neste sentido, padronizou-se para os demais experimentos (caracterização de germoplasma), a solução mínima contendo 4 mg L-1 de Al3+ + 40 mg L-1 de Ca2+ implantados no DBC com três repetições. No germoplasma de milho híbrido foram realizados dois experimentos (48 e 96 h de exposição) com total de 52 híbridos e um experimento com germoplasma crioulo, com 54 tratamentos: 50 variedades crioulas + 4 híbridos testemunhas (48 h exposição). Os diferentes genótipos foram avaliados para as mesmas variáveis bem como classificados para o índice de tolerância relativa ao alumínio (ITRAl). Na avaliação dos híbridos, a análise revelou variabilidade genética para tolerância e ou sensibilidade ao Al+3. De maneira geral, a exposição por período de 96 h reduziu sensivelmente o crescimento/recrescimento radicular. A grande maioria dos híbridos (35) apresentou redução no valor do ITRAl em função do aumento do período de exposição, embora 15 híbridos responderam com incremento neste índice. A avaliação das variedades crioulas demonstrou valores bastante elevados de crescimento/recrescimento radicular bem como um predomínio de genótipos (50%) classificados com ITRAl ≥ 4, sendo consideradas excelentes fontes de tolerância ao alumínio. Destaque muito positivo para a variedade Dente de Ouro 2 que apresentou valor de ITRAl superior a testemunha tolerante H 44. As estimativas dos parâmetros genéticos nos dois germoplasmas de milho demonstraram elevados valores de variância genética e dos coeficientes de herdabilidade. Estes índices indicam condição muito favorável para o desenvolvimento e seleção de populações melhoradas com incremento na frequência de alelos de tolerância ao alumínio.

As substâncias húmicas (SH) podem alterar o crescimento das plantas bem como estimular a absorção de nutrientes. A ureia é o fertilizante nitrogenado mais utilizado na agricultura, porém, apresenta baixa eficiência de uso. Sabe-se que as substâncias húmicas podem aumentar a eficiência de uso da ureia por meio de efeito bioestimulante no crescimento radicular. Somado a isso, as SH atuam nas bombas de próton das raízes estimulando a absorção de nitrogênio e também alteram a dinâmica de hidrólise e mineralização do N-ureia. O objetivo deste trabalho foi verificar se as SH extraídas de turfa, associadas ou não ao N-ureia, alteram as transformações do N-ureia no solo, assim como o crescimento radicular e da parte aérea no desenvolvimento inicial da cana-planta. Nesse sentido, foram instalados dois experimentos em casa de vegetação, um com a presença de plantas para aferir parâmetros morfológicos e nutricionais e outro, sem plantas, para verificar a dinâmica de hidrólise e mineralização do N-ureia. Os experimentos foram planejados em delineamento experimental inteiramente casualizado com 16 tratamentos e cinco repetições, correspondendo a um esquema fatorial completo com quatro doses de nitrogênio na forma de ureia: 0; 100; 200 e 300 mg dm-3 e quatro doses de SH: 0; 13,8; 27,6; 41,7 mg dm-3 de C, e o experimento sem plantas utilizando o mesmo delineamento porém com 3 repetições e análises feitas em duplicatas. As substâncias húmicas aumentaram a hidrólise da ureia elevando a concentração de NH4+ no solo. O processo de nitrificação da ureia foi reduzido na presença das substâncias húmicas. As aplicações isoladas de N e SHs estimularam o crescimento radicular e da parte aérea da cana-de-açúcar, bem como modificaram as características morfológicas das raízes e parte aérea da cana-planta. A associação dos produtos resultou em decréscimos no crescimento vegetal devido às altas concentrações de amônio causadas pela maior hidrólise da ureia e também atuaram na redução do acúmulo e teor de nitrogênio na planta. Tanto a ureia quanto as SHs se mostraram eficientes no estímulo do crescimento inicial da cana-de-açúcar, no entanto, devido às altas doses de N-ureia utilizadas, o possível efeito sinérgico dos produtos não foi verificado. / Humic substances (HS) can alter plant growth and stimulate the absorption of nutrients. Urea is the most widely used nitrogen fertilizer in agriculture, however, has low use efficiency. It is known that humic substances can increase the efficiency of urea through bio-stimulant effect on root growth. Added to this, the SH proton pumps operate in the roots stimulating the uptake of nitrogen and also alter the dynamics of urea\'s hydrolysis and mineralization. The aim of this study was to verify whether the HS extracted from peat, associated or not with N-urea, alter the dynamics of transformation of urea-N in the soil and the growth of roots and shoots in the cane-plant cropcycle. In this direction, two experiments were carried out in a greenhouse, with the presence of plants to assess morphological and nutritional parameters and one without plants, to verify the dynamics of hydrolysis and mineralization of N-urea. The experiments were designed in a completely randomized design with 16 treatments and five replications, corresponding to a full factorial design with four rates of nitrogen as urea: 0, 100, 200 and 300 mg dm-3 and four rates of HS: 0, 13.8, 27.6, 41.7 mg dm-3 C, and experiment without plants using the same design but with three replications and analyzes performed in duplicates. The humic substances increased hydrolysis of urea by raising the concentration of NH4+ in soil. The nitrification of urea was reduced in the presence of humic substances. Individual applications of N and SHs stimulated root and shoot of sugar cane growth and modified the morphological characteristics of roots and shoots in the crop cycle of the cane-plant. The association of the product resulted in decreases in plant growth due to high ammonium concentrations caused by increased hydrolysis of urea and also reduced accumulation and nitrogen content in the plant. Both urea and the SHs were effective in stimulating early growth of sugar cane , however , due to high doses of N-urea used, the synergistic effect of the products has not been verified.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-07-01Bitstream added on 2014-06-13T19:55:59Z : No. of bitstreams: 1 lemos_mto_me_jabo.pdf: 967680 bytes, checksum: a6c9fc3231a065465ff531a2097edf51 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A conservação da biodiversidade, implica em cultivar espécies arbóreas nativas que possam ser utilizadas em projetos de reflorestamento, recuperação de áreas degradadas e com o objetivo de obter produtos secundários importantes como madeira e produtos medicinais. O uso de rizobactérias promotoras de crescimento em plantas, vem sendo muito estudado em culturas de importância econômica, devido a sua aplicabilidade em beneficiar o desenvolvimento destas. Neste trabalho foram escolhidas quatro espécies arbóreas nativas, leguminosas não nodulantes: Pterogyne nitens (Amendoim-bravo), Albizia hasslerii (Farinha-seca), Copaifera langsdorffii (Copaíba), e Stryphnodendron adstringens (Barbatimão). O objetivo deste trabalho foi avaliar in vitro as diferentes bactérias isoladas destas espécies florestais que possam ter efeito benéfico no crescimento e desenvolvimento inicial das plantas e caracterizálas pelo sequenciamento do gene 16S rRNa e perfil eletroforético do gene BOX-A 1R. As bactérias foram isoladas da rizosfera e da raiz de mudas de cada espécie, em meio de cultura NFb. No total, 29 isolados foram cultivados em meio de cultura DYGS enriquecido com triptofano. A estimativa colorimétrica do Ácido Indolacético (AIA) foi feita no espectrofotômetro, utilizando o sobrenadante da cultura de células e solução de Salkowski, com resultado positivo para o isolado Pn 6 Sphingobium chlorophenolicum com 61,69 μg.mL-1. Os isolados também foram testados para a eficiência de solubilização de fosfato de cálcio que foi realizado e contabilizado até o 15° dia após a inoculação em placas de Petri com meio de cultura NBRIP sólido, onde 27 isolados apresentaram resultados positivos. A caracterização genética permitiu a diferenciação em gêneros e também em espécies de um mesmo gênero. Os isolados que deram resultados positivos para AIA e solubilização de fosfato... / The biodiversity conservation implies cultivating native forest species that can be used in reforestation projects, recovery of degraded areas as well as getting others like wood and medicinal products. The plant growth promoting rhizobacteria (PGPR) use is being studied in cultures of economic importance. In this work four native forest species, no nodulating leguminous had been chosen: Pterogyne nitens, Albizia hasslerii, Copaifera langsdorffii, and Stryphnodendron adstringens. The aim of this work was the in vitro evaluation of the different isolates from those forest species with beneficial effects in growth and initial development of the plants and characterizes them by 16S rRNA gene sequencing and BOX-A 1R. The bacteria had been isolated from the rhizosphere and from the roots (endophytic) of each species seedlings on NFb growth media. A total of 29 isolates had been cultivated in growth media DYGS enriched with tryptophan. The indolacetic acid (IAA) production was estimated by colorimetric test in the spectrophotometer, using the supernatant of the cells culture and Salkowski´s reagent, with positive result for the isolated Pn 6 Sphingobium chlorophenolicum with 61,69 μg.mL-1. Isolates had been also tested for the efficiency of P- solubilizing that was carried through and measured until the 15 º day after the inoculation in Petri plates with solid growth media NBRIP, where 27 isolates had presented positive results. The genetic characterization allows us to differentiate by the genus and species from the same genus. The isolates that had positive results for IAA and P-solubilizing had not matched between itself, what suggests nursery tests with combinations between them to evaluate the isolate efficiency as a possible PGPRs.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Soil water availability is one of the major factors affecting the success or failure of an agricultural crop. Stresses caused by water deficit or surplus are harmful to the growth and sunflower yield. Plant growth pattern is changed and the yield is reduced with the growth of the intensity corresponding to stress. The main aims of this study were to evaluate the grain yield and quality of sunflower oil, root growth, deepening and distribution of roots in the soil, growth of shoot and roots in dry matter and modeling of sunflower plant growth, in response to stress caused by water surplus and water deficit in two sowing dates and two soils of Rio Grande do Sul. The experiments were carried out at early sowing date (sowing in early September) and late sowing date (sowing in early January), in two soils in the municipalities of Santa Maria (Ultisol) and Panambi (Oxisol). Three treatments of water availability were applied: water deficit (maintaining soil moisture between 40 and 60% of the available water capacity (AWC)), water surplus (maintained between 90% of AWC and the determine saturation point) and control (maintained between 75 and 100% of the AWC). To determine the water condition of the soil along the cycle was held daily sequential water balance. The water inlet by rain in the treatment of water deficit was controlled. The analyzed variables were yield and yield components, oil content and oil yield, fatty acid profile, root depth, root distribution, dry matter of different plant parts, in addition to intrinsic variables of growth analysis. Modeling of the root depth and sunflower growth in dry matter was held of different plant parts. The drought level applied was more harmful than the level of water surplus applied, with significant reduction in yield, yield components and sunflower growth. Sowing date had influence on yield, where the early sowing date produced more than late sowing date. Soil had great influence on the root deepening which was higher in Ultisol compared to Oxisol, which impacted the yield gap under water deficit. Water deficit was responsible for increased Oleic Acid and reduction of Linoleic Acid. The sowing at early sowing date enables deepening and increased dry matter production of roots than sowing at late sowing date. Sunflower growth models in dry matter and root depth had good fit to the measured data. In this way, it is concluded that soil water availability and sowing dates influences the yield and quality of sunflower and should be taken measures to mitigate the problems caused. / A disponibilidade hídrica do solo é um dos principais fatores responsáveis pelo sucesso ou insucesso de um cultivo agrícola. A ocorrência de estresses causados por déficit ou por excesso hídrico é prejudicial ao crescimento e à produtividade do girassol. O padrão de crescimento das plantas é alterado e a produtividade é reduzida com o aumento da intensidade correspondente ao estresse. Os principais objetivos deste trabalho foram avaliar a produtividade de grãos e de óleo e a qualidade do óleo do girassol, o crescimento, aprofundamento e distribuição de raízes no solo, o crescimento da parte aérea e raiz em matéria seca e a modelagem do crescimento de plantas de girassol, em resposta ao estresse causado por excesso e déficit hídrico, em duas épocas de semeadura e dois solos do Rio Grande do Sul. Os experimentos foram realizados na Safra (semeadura em início de setembro) e na Safrinha (semeadura em início de janeiro), em dois solos nos municípios de Santa Maria (Argissolo) e Panambi (Latossolo). Foram aplicados três tratamentos de disponibilidade hídrica: déficit hídrico (mantendo-se a umidade do solo entre 40 e 60% da capacidade de armazenamento de água disponível (CAD)), excesso hídrico (mantido entre 90% da CAD e o ponto de saturação determinado) e controle (mantido entre 75 e 100% da CAD). Para determinar a condição hídrica do solo ao longo do ciclo, realizou-se o balanço hídrico sequencial diário. A entrada de água por chuva no tratamento de déficit hídrico foi controlada. As variáveis analisadas foram a produtividade, os componentes da produtividade, o teor e o rendimento de óleo, o perfil de ácidos graxos, a profundidade radicular, a distribuição radicular, a matéria seca das diferentes partes da planta, além das variáveis intrínsecas a análise de crescimento. Foi realizada a modelagem do aprofundamento radicular e do crescimento do girassol em matéria seca das diferentes partes da planta. Verificou-se que o nível de déficit hídrico aplicado foi mais prejudicial do que o nível de excesso hídrico aplicado, com redução significativa da produtividade, dos componentes da produtividade e do crescimento do girassol. A época de semeadura teve influencia sobre a produtividade, em que a Safra produziu mais do que a Safrinha. O solo teve grande influencia sobre o aprofundamento radicular que foi maior no Argissolo em comparação ao Latossolo, o que impactou na diferença de produtividade. O déficit hídrico foi responsável pelo aumento do Ácido Oleico e pela redução do Ácido Linoleico. A semeadura na Safra possibilita um maior aprofundamento e maior produção de massa seca de raízes do que a semeadura da Safrinha. Os modelos de crescimento do girassol em matéria seca e em profundidade radicular apresentaram bom ajuste aos dados medidos. Dessa forma, conclui-se que a disponibilidade hídrica do solo e a época de semeadura influenciam na produtividade e na qualidade do girassol e se devem tomar medidas para mitigar os problemas causados.

Os solos ácidos (pH < 5,0) representam cerca de 40 % das áreas agricultáveis no mundo. Nestes solos ocorre a solubilização de formas tóxicas de alumínio que inibe o crescimento radicular. Independente da presença do Al, o baixo pH pode ser tóxico à raiz, afetando a viabilidade celular no ápice e o crescimento radicular. Há evidências de que o estresse por H+ e/ou Al³+ afetam a parede celular. Por outro lado, modificações na parede podem determinar o grau de tolerância da planta quando submetidos a estes estresses. Assim, utilizou-se de duas abordagens para investigar se possíveis modificações na parede celular melhorariam o crescimento e viabilidade celular na exposição a H+ e Al³+. Na primeira, raízes de plantas do cultivar Micro-Tom (MT) de tomateiro (Solanum lycopersicum L.), com 2 e 13 dias de desenvolvimento, foram expostas de forma direta ou gradual ao baixo pH. Na segunda abordagem, as raízes foram submetidos a um tratamento hipo-osmótico antes de serem expostas a pH 4,0 ou 4,5 + Al. Em plantas com 2 e 13 dias, a exposição gradual foi realizada alterando o pH ao longo de 12 e 24 h, respectivamente. No tratamento hipo-osmótico (priming), as plantas foram transferidas de uma solução de alta osmolaridade (150 mM) para uma com baixa osmolaridade (0,5 mM), a pH 5,8, por 0; 0,5; 1 e 2 h antes de serem expostas a pH 4,0 ou 4,5 + Al por 12h. Como controles, raízes não receberam tratamento osmótico ou foram mantidas continuamente em alta osmolaridade. O crescimento de raízes expostas diretamente a pH 4,5 foi cerca de metade do controle a pH 5,8 e a pH 4,0 foi nulo. Ao contrário do esperado, na exposição gradual a pH 4,5, as raízes cresceram menos do que aquelas expostas diretamente a este pH e a pH 4,0 o crescimento continuou insignificante. No entanto, raízes expostas gradualmente ao pH 4,0 mantiveram a viabilidade das células do ápice, ao contrário daquelas expostas diretamente. Assim, a redução do crescimento radicular pela exposição a baixo pH pode ser uma resposta gerada pela própria planta, não sendo necessariamente decorrente da ação direta do pH. O priming hipo-osmótico antes da exposição a pH 4,0 permitiu a manutenção da viabilidade celular e um crescimento radicular de até 38% das raízes controle a pH 5,8, enquanto que nos controles a pH 4,0 as células morreram e o crescimento foi praticamente nulo. Em pH 4,5 + 5 ?M de Al o priming não reverteu a inibição do crescimento radicular, indicando que as respostas para H+ e Al³+ são diferentes. Ficou evidente que a atividade de GPX está envolvida nas respostas encontradas tanto na exposição gradual a baixo pH como no tratamento hipo-osmótico anterior ao baixo pH, mas não foi possível determinar se é consequência ou uma das possíveis causas destas respostas. No seu conjunto, os dados indicam que possíveis mudanças na parede celular podem estar envolvidas na melhoria do crescimento radicular e viabilidade celular do ápice durante o estresse. / Acidic soils (pH <5.0) represent about 40% of the arable land in the world. In these soils, toxic aluminum becomes soluble and inhibits root growth. Regardless of Al, low pH is, in itself, also toxic, decreasing cell viability and root growth. There is evidence that H+ and Al3+ can affect the cell wall. Reversely, modifications in the wall may determine the degree of tolerance of roots subjected to these stresses. Therefore, we used two approaches to investigate whether possible changes in the cell wall improve growth and cell viability upon exposure to H + and Al³+. In the first approach, roots of plants of the Micro-Tom (MT) cultivar of tomato (Solanum lycopersicum L.), at 2 and 13 days of development, were exposed directly or gradually to low pH. In the second approach, the roots were subjected to hypoosmotic treatment prior to being exposed to pH 4.0 or 4.5 + Al. In 2- and 13-day plants, gradual exposure was achieved by changing the pH over a 12 and 24 h period, respectively. In the hypo-osmotic pre-treatment (priming), plants were transferred from a high osmolarity solution (150 mM) to another with low osmolarity (0.5 mM), at pH 5.8, for 0, 0.5, 1 and 2 h before being exposed to pH 4.0 or 4.5 + Al for 12h. As controls, roots did not receive any osmotic treatment or were maintained continuously at high osmolarity. Growth of roots exposed directly to pH 4.5 was about half that of control roots at pH 5,8 and at pH 4.0 root growth was suppressed. Different from expected, roots exposed gradually to pH 4.5 grew less than those exposed directly to pH 4.5 and at pH 4.0, root growth remained negligible. However, cell viability was maintained in roots exposed gradually to pH 4.0, unlike those exposed directly. Thus, decreased root growth upon exposure to low pH may be a response generated by the plant itself rather than the direct effect of pH. In roots subjected to hypo-osmotic priming prior to exposure to pH 4.0, cell viability was maintained and root growth was up to 38% of that of control roots at pH 5.8, whereas in control roots at pH 4.0, cell death occurred and root growth was insignificant. At pH 4.5 + 5 uM Al, priming did not reverse the inhibition of root growth, suggesting that responses to H+ and Al3+ are different. GPX was involved in responses to both gradual exposure to low pH and to hypo-osmotic treatment prior to low pH, but it was not possible to determine whether this was a consequence or one of the possible causes of these responses. Taken together, the data indicate that possible changes in the cell wall may be involved in improving root growth and cell viability of the root apex during stress.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The retention and availability of water in the soil are controlled by soil structure and its temporal variation is associated with the weather and the crops needs. Water also controls the aeration and soil penetration resistance, factors that are directly linked to root growth. The overall objective of this study was to evaluate the effect of management systems and soil compaction levels on soil physical properties to define the conditions that favor the retention, storage and availability of water to plants while maintaining aeration and soil resistance favorable to root growth. To meet these goals an experiment was set up in the experimental station of the Soils Department-UFSM. The area was under fallow and in 2002 year it was incorporated into the crop production under no-tillage. The treatments were: notillage (NT) no-tillage with compaction (NTC), subsoiling (Sub), chiseling (ESC) and conventional tillage (CT). The design was a randomized block design with four replications. Undisturbed soil samples were collected in the soil layers 0.0 to 0.05, 0.05 to 0.10 0.10 0,15; 0.15 to 0.20; 0.20 to 0.30, 0.30 to 0.40 and 0.40 to 0.50 m to determine the bulk density (BD), pore distribution, air permeability (Ka), saturated hydraulic conductivity (Ks) and the water retention curve. For the same layers, soil moisture (UV) was monitored continuously down to the layer of 0.30 m, using an automated TDR. In the other layers readings were taken weekly with a manual TDR. The penetration resistance (Rp) was determined at six points across the plant rows, under eight conditions of soil moisture. The maize parameters evaluated were the emergency, dry mass, root distribution at physiological maturity and yield. The NTC had a higher BD and lower total porosity (Pt) and macropores (Mac) down to 0.40 m depth. The ESC, Sub and the CT reduced the BD and increased Pt. The Ksat and Kl had little influence of the treatments, but showed positive correlation with Pt and negatively with Mac and Ds. The main benefit of tillage is the reduction of its resistance to penetration and improved soil aeration which allows for better root growth. No-tillage did not store more water for plants in relation to conventional tillage, subsoiling and chiseling. Soil compaction increased the water retention in densiest layer, but reduced the plant's ability to exploit the soil, by inhibiting root growth and reduce soil aeration. The compacted soil reached in less time and kept for longer time restrictive values of soil penetration resistance and air permeability. The dry matter production and grain yield of maize was not affected by managements and compaction levels, although some plant growth factors were outside the appropriate range indicated by the least limiting water range. / A retenção e a disponibilidade de água no solo são controladas pela sua estrutura e a sua variação temporal está associada às condições meteorológicas e à necessidade das culturas. A água também controla a aeração e a resistência do solo à penetração, que são fatores diretamente ligados ao crescimento do sistema radicular. O objetivo geral desse estudo foi avaliar o efeito de sistemas de manejo do solo e níveis de compactação sobre as suas propriedades físicas e definir as condições que possam favorecer a retenção, o armazenamento e a disponibilidade de água às plantas, mantendo a aeração e a resistência do solo favorável ao crescimento radicular. Para atender estes objetivos instalou-se um experimento na área experimental do Departamento de Solos da UFSM. A área utilizada estava sob pouso e, a partir de 2002, foi incorporada ao sistema produtivo, sob sistema de plantio direto. Os tratamentos estudados foram: plantio direto (PD); plantio direto com compactação adicional (PDc); escarificação profunda (Sub); escarificação superficial (Esc) e preparo convencional (PC). O delineamento foi em blocos ao acaso com quatro repetições. Amostras de solo com estrutura preservada foram coletadas nas camadas de 0,0 a 0,05; 0,05 a 0,10; 0,10 a 0,15; 0,15 a 0,20; 0,20 a 0,30; 0,30 a 0,40 e 0,40 a 0,50 m, para determinar a densidade (Ds), distribuição de poros, permeabilidade ao ar (Ka), condutividade hidráulica saturada (Ksat) e a curva de retenção de água. Nestas mesmas camadas, a umidade do solo (Uv) foi monitorada continuamente até a camada de 0,30 m, utilizando-se um TDR automatizado. Nas demais camadas as leituras foram feitas semanalmente com um TDR manual. A resistência do solo à penetração (Rp) foi determinada em seis pontos transversalmente às linhas de semeadura, sob oito condições de umidade do solo. Na cultura do milho avaliou-se a emergência, a massa seca, a distribuição radicular na maturação fisiológica e a produtividade. O PDc apresentou maior Ds e menor porosidade total (Pt) e macroporos (Mac) até 0,40 m de profundidade. A Esc, Sub e o PC reduziram a Ds e aumentaram a Pt. A Ksat e a Kl tiveram pouca influência dos tratamentos, mas apresentaram correlação positiva com Pt e Mac e negativa com Ds. O principal beneficio da mobilização do solo é a redução da sua resistência à penetração e a melhoria na aeração do solo, o que permite um melhor crescimento das raízes. O plantio direto não armazenou maior quantidade de água para as plantas em relação ao preparo convencional e a escarificação. A compactação do solo aumentou a retenção de água na camada mais adensada, mas reduziu a capacidade da planta explorar o solo, por dificultar o crescimento radicular e reduzir a aeração do solo. O solo compactado atingiu em menos tempo e manteve por mais tempo valores de resistência à penetração e de permeabilidade ao ar, considerados restritivos. A produção de massa seca e de grãos do milho não foi afetada pelos manejos e níveis de compactação, mesmo que alguns fatores de crescimento da planta estivessem fora da faixa adequada indicada pelo intervalo hídrico ótimo.

As substâncias húmicas (SH) podem alterar o crescimento das plantas bem como estimular a absorção de nutrientes. A ureia é o fertilizante nitrogenado mais utilizado na agricultura, porém, apresenta baixa eficiência de uso. Sabe-se que as substâncias húmicas podem aumentar a eficiência de uso da ureia por meio de efeito bioestimulante no crescimento radicular. Somado a isso, as SH atuam nas bombas de próton das raízes estimulando a absorção de nitrogênio e também alteram a dinâmica de hidrólise e mineralização do N-ureia. O objetivo deste trabalho foi verificar se as SH extraídas de turfa, associadas ou não ao N-ureia, alteram as transformações do N-ureia no solo, assim como o crescimento radicular e da parte aérea no desenvolvimento inicial da cana-planta. Nesse sentido, foram instalados dois experimentos em casa de vegetação, um com a presença de plantas para aferir parâmetros morfológicos e nutricionais e outro, sem plantas, para verificar a dinâmica de hidrólise e mineralização do N-ureia. Os experimentos foram planejados em delineamento experimental inteiramente casualizado com 16 tratamentos e cinco repetições, correspondendo a um esquema fatorial completo com quatro doses de nitrogênio na forma de ureia: 0; 100; 200 e 300 mg dm-3 e quatro doses de SH: 0; 13,8; 27,6; 41,7 mg dm-3 de C, e o experimento sem plantas utilizando o mesmo delineamento porém com 3 repetições e análises feitas em duplicatas. As substâncias húmicas aumentaram a hidrólise da ureia elevando a concentração de NH4+ no solo. O processo de nitrificação da ureia foi reduzido na presença das substâncias húmicas. As aplicações isoladas de N e SHs estimularam o crescimento radicular e da parte aérea da cana-de-açúcar, bem como modificaram as características morfológicas das raízes e parte aérea da cana-planta. A associação dos produtos resultou em decréscimos no crescimento vegetal devido às altas concentrações de amônio causadas pela maior hidrólise da ureia e também atuaram na redução do acúmulo e teor de nitrogênio na planta. Tanto a ureia quanto as SHs se mostraram eficientes no estímulo do crescimento inicial da cana-de-açúcar, no entanto, devido às altas doses de N-ureia utilizadas, o possível efeito sinérgico dos produtos não foi verificado. / Humic substances (HS) can alter plant growth and stimulate the absorption of nutrients. Urea is the most widely used nitrogen fertilizer in agriculture, however, has low use efficiency. It is known that humic substances can increase the efficiency of urea through bio-stimulant effect on root growth. Added to this, the SH proton pumps operate in the roots stimulating the uptake of nitrogen and also alter the dynamics of urea\'s hydrolysis and mineralization. The aim of this study was to verify whether the HS extracted from peat, associated or not with N-urea, alter the dynamics of transformation of urea-N in the soil and the growth of roots and shoots in the cane-plant cropcycle. In this direction, two experiments were carried out in a greenhouse, with the presence of plants to assess morphological and nutritional parameters and one without plants, to verify the dynamics of hydrolysis and mineralization of N-urea. The experiments were designed in a completely randomized design with 16 treatments and five replications, corresponding to a full factorial design with four rates of nitrogen as urea: 0, 100, 200 and 300 mg dm-3 and four rates of HS: 0, 13.8, 27.6, 41.7 mg dm-3 C, and experiment without plants using the same design but with three replications and analyzes performed in duplicates. The humic substances increased hydrolysis of urea by raising the concentration of NH4+ in soil. The nitrification of urea was reduced in the presence of humic substances. Individual applications of N and SHs stimulated root and shoot of sugar cane growth and modified the morphological characteristics of roots and shoots in the crop cycle of the cane-plant. The association of the product resulted in decreases in plant growth due to high ammonium concentrations caused by increased hydrolysis of urea and also reduced accumulation and nitrogen content in the plant. Both urea and the SHs were effective in stimulating early growth of sugar cane , however , due to high doses of N-urea used, the synergistic effect of the products has not been verified.