Made available in DSpace on 2014-08-20T14:36:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_ Monica_ Peters.pdf: 878946 bytes, checksum: b7413c46a3fb8157f851699145fb57ab (MD5) Previous issue date: 2006-04-07 / The organic substance degradation in flooded soil produces organic compouds that can be toxic to the rice plants. The acetic acid is the principal intermediate product from anaerobic degradation in flooded soil. Among several factors that intervene in toxicity of organic acid, pH show to be the most important. The increment of pH induced on increase on dissociated form of acid that is less toxic. So, it is possible that calcium disposed affect the toxicity produced by organic acid. Therefore, the calcium offers stability to the cell membranes by linking among phosphates and carboxilics group of phospholipids, and proteins. The work objective was to estimate the effect of different pH values and calcium concentrations in nutritional solution on toxicity of acetic acid on rice. Two experiments were lead in laboratory with artificial light supplied. The treatments of experiment one were: pH nutritional solution (3.7; 4.7; 5.7 and 6.7) and acetic acid (zero and 2.5 mM of acid). The treatments of experiment two were: calcium concentrations (0.2; 1.0 and 5.0 mM) and acetic acid (zero and 2.5 mM of acid). The morphologic parameters radicular system (total length, radius, area, root dry weight and growth of main root ), shoot dry weight, shoot stature and the concentration and total accumulated amount of N, P, K, Ca and Mg in plants were evaluated. The data of experiment one were submitted to variance analysis, average to Duncan s test 5% probability and polynomial regression analysis and in the experiment two to variance analysis and the average to Duncan s test 5% probability using the statistical program Winstat. The increment on pH values of nutritional solution on presence of acetic acid increased the radicular system and shoot. It also increased the N concentration in shoot of rice. The growth on rice plants were not affected by calcium concentrations in nutritional solution on presence of acetic acid. / A decomposição da matéria orgânica em solos alagados produz compostos orgânicos que podem ser tóxicos às plantas de arroz. O ácido acético é o principal produto intermediário da decomposição anaeróbia da matéria orgânica nos solos alagados. Dentre muitos fatores que interferem na toxidez dos ácidos orgânicos o pH é um fator importante. O aumento deste leva ao acréscimo na proporção da forma dissociada do ácido, que apresenta menor toxidez. Acredita-se na hipótese de que o teor de cálcio no tecido das plantas também possa influenciar na toxidez por ácidos orgânicos. O cálcio oferece estabilidade às membranas das células pela ligação entre fosfatos e grupos carboxílicos de fosfolipídio e proteínas na superfície das membranas. Com base nisto, o objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos de diferentes valores de pH e concentrações de cálcio em solução nutritiva sobre a toxidez por ácido acético em plantas de arroz. Para isto, foram realizados dois experimentos em bancada de laboratório com fornecimento de luz artificial. Os tratamentos do experimento 1 foram: pH da solução nutritiva (3,7; 4,7; 5,7; 6,7) e ácido acético (0,0 e 2,5 mM), com 3 repetições. Os tratamentos do experimento 2 foram: doses de cálcio (0,2; 1,0; 5,0 mM) e ácido acético (0,0 e 2,5mM), com 4 repetições. Os indicadores avaliados nos dois experimentos foram: parâmetros morfológicos (comprimento total, raio, área, peso de matéria seca radicular e crescimento da raiz principal) do sistema radicular, altura de plantas e peso de matéria seca da parte aérea e concentração e quantidade total acumulada de N, P, K, Ca e Mg na parte aérea das plantas. Os dados obtidos no experimento 1 foram submetidos à análise da variância, teste de Duncan a 5% de probabilidade e análise de regressão polinomial e no experimento 2 análise de variância e teste de Duncan a 5% de probabilidade utilizando o programa estatístico Winstat. O incremento nos valores de pH na solução nutritiva na presença do ácido acético aumentou o desenvolvimento do sistema radicular e da parte aérea das plantas. Também aumentou a concentração de N na parte aérea do arroz. A presença de diferentes concentrações de cálcio na solução nutritiva não afetou a toxidez pelo ácido acético nas plantas de arroz. Palavras-chave:

Made available in DSpace on 2014-08-20T14:36:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Fabiana_ Schmidt.pdf: 594283 bytes, checksum: eb77b9228e42e77b693ac3d154acc9d6 (MD5) Previous issue date: 2009-01-26 / Iron toxicity is one of the most important abiotic stresses limiting rice production in lowland systems. Soil flooding affects the gas exchange processes with the atmosphere promoting oxi-reduction conditions in rice fields. The oxi-reduction state of the soil is influenced by anaerobic microorganism activities, which is affected by water management. With the objective of evaluating the effect of different water management systems on iron reduction dynamics in flooded Albaqualf Soil and to iron toxicity symptoms in irrigated rice plants. The experiment was performed in the greenhouse using a randomized complete block design with four replications. The water management treatments were: 1. Beginning of flooding in the stage V2-V3 (Condition 1); 2. Beginning of flooding in the stage V6-V7 (Condition 2); 3. Condition 1 and drainage in the stage V10-V11; 4. Condition 2 and drainage in the stage V10- V11 and 5. Condition 1 and drainages in the stage V8-V9 and V10-V11. Was sampled the soil solution weekly at 17, 24, 31, 41, 48, 55, 63 and 70 days after the emergence of the rice plants. In the soil solution the Eh, pH, and the concentration of Fe, Mn, Ca, Mg, P and K were evaluated. In the rice plants the shoot dry matter and the concentrations of the following nutrients: N, K, P, Ca, Mg, Fe, Mn, Cu and Zn, at 42 and 70 days after the emergence were evaluated. Iron toxicity symptoms were assessed at 50, 60 and 70 days after the emergence of the rice plants. The results were subjected to analysis of variance, Duncan s Test at 5% probability and correlation analysis. The delay of the start of the water flooding to stage V6-V7 kept the redox potential of soil solution higher what promoted less Fe available and moved the iron release peak to later stages of plant growth. Drainages during the rice growth cycle promoted soil re-oxidation leading to an increase of redox values due to the decrease of Fe concentration in the soil solution as consequence of oxidation of Fe compounds previously reduced in the flooded soil. This water management procedure was effective in promoting lower shoot Fe levels at V10-V11stage as well as at maturity stages. Also, it atenuated the toxicity symptoms and/or delayed it occurrence to later stages. Two drainage events during the rice growth cycle produced the highest shoot dry matter yield at plant maturity. Highest Fe in soil solution was correlated with higher increases in Fe concentrations in shoot, higher percentage of leaves showing iron toxicity symptoms and decrease of rice shoot dry matter. The Fe concentrations in the rice plants were correlated with leaf iron toxicity symptoms only at 41 days and were not correlated with shoot dry matter yield. At rice maturity stage the increase in percentage of leaves showing iron toxicity symptoms was correlated with shoot dry matter yield decreases. Keywords: Rice. Flooded soil. Toxicity. Iron. / A toxidez por ferro é um dos mais importantes estresses abióticos que limitam a produção de arroz em sistemas alagados. O alagamento do solo restringe as trocas gasosas com a atmosfera, e condiciona ambientes com características de redução. O maior ou menor estado de oxirredução do solo é condicionado pela atividade dos microrganismos anaeróbios, que é afetada pelo manejo da água. Com o objetivo de avaliar o efeito de manejos de água na dinâmica do ferro e no desenvolvimento de toxidez de ferro em arroz irrigado em um Planossolo Háplico alagado foi instalado um experimento em casa de vegetação, em blocos casualizados com quatro repetições, onde foram testados os seguintes tratamentos: 1. início do alagamento no estádio V2-V3 (condição 1); 2. início do alagamento no estádio V6-V7 (condição 2); 3. Condição 1 e drenagem no estádio V10-V11; 4. Condição 2 e drenagem no estádio V10-V11 e 5. Condição 1 e drenagens nos estádios V8-V9 e V10-V11. Foram realizadas coletas semanais da solução do solo aos 17, 24, 31, 41, 48, 55, 63 e 70 dias após a emergência das plantas de arroz. Na solução do solo foram avaliados Eh, pH, e as concentrações de Fe, Mn, Ca, Mg, P e K. Nas plantas de arroz foram avaliadas a massa seca da parte aérea e os teores dos nutrientes: N, K, P, Ca, Mg, Fe, Mn, Cu e Zn aos 42 e 70 dias após a emergência. Aos 50, 60 e 70 dias após a emergência avaliou-se a presença de sintomas de toxidez de ferro na planta. Os dados obtidos foram submetidos à análise da variância, Teste de Duncan a 5% de probabilidade e análise de correlação entre os indicadores de interesse avaliados. O retardamento do ínicio do período de alagamento para o estádio V6-V7 do arroz manteve os valores do potencial redox da solução mais elevados promovendo menor disponibilidade de Fe na solução do solo e deslocou o pico de liberação do Fe para estádios mais tardios da planta. A realização de drenagens ao longo do ciclo da cultura promoveu a reoxidação do solo que refletiu no aumento dos valores do potencial redox e na redução da concentração de Fe na solução do solo devido à oxidação de grande parte dos compostos de ferro que se encontravam sob forma reduzida. O uso destes procedimentos durante o manejo da água foi eficiente na promoção dos menores teores de ferro na parte aérea tanto no estádio V10-V11 como na fase de diferenciação da panícula e também na redução do percentual de sintomas de toxidez de ferro nas folhas e no retardamento do aparecimento destes sintomas para fases mais tardias da cultura. A realização de duas drenagens ao longo do ciclo do arroz proporcionou a maior produção de massa seca na parte aérea na fase de diferenciação da panícula. As concentrações mais elevadas de Fe na solução se correlacionaram com os maiores incrementos nos teores de Fe na parte aérea, maior percentual de folhas atingidas com sintomas de toxidez e na diminuição da massa seca da parte aérea das plantas. Os teores de Fe na planta se correlacionaram com a presença de sintomas de toxidez de Fe nas folhas somente aos 41 dias e não se correlacionaram com a produção de massa seca da parte aérea. No estádio de diferenciação da panícula o aumento no percentual de folhas com sintomas de toxidez de ferro se correlacionou com reduções na produção de massa seca da parte aérea. A toxidez por ferro é um dos mais importantes estresses abióticos que limitam a produção de arroz em sistemas alagados. O alagamento do solo restringe as trocas gasosas com a atmosfera, e condiciona ambientes com características de redução. O maior ou menor estado de oxirredução do solo é condicionado pela atividade dos microrganismos anaeróbios, que é afetada pelo manejo da água. Com o objetivo de avaliar o efeito de manejos de água na dinâmica do ferro e no desenvolvimento de toxidez de ferro em arroz irrigado em um Planossolo Háplico alagado foi instalado um experimento em casa de vegetação, em blocos casualizados com quatro repetições, onde foram testados os seguintes tratamentos: 1. início do alagamento no estádio V2-V3 (condição 1); 2. início do alagamento no estádio V6-V7 (condição 2); 3. Condição 1 e drenagem no estádio V10-V11; 4. Condição 2 e drenagem no estádio V10-V11 e 5. Condição 1 e drenagens nos estádios V8-V9 e V10-V11. Foram realizadas coletas semanais da solução do solo aos 17, 24, 31, 41, 48, 55, 63 e 70 dias após a emergência das plantas de arroz. Na solução do solo foram avaliados Eh, pH, e as concentrações de Fe, Mn, Ca, Mg, P e K. Nas plantas de arroz foram avaliadas a massa seca da parte aérea e os teores dos nutrientes: N, K, P, Ca, Mg, Fe, Mn, Cu e Zn aos 42 e 70 dias após a emergência. Aos 50, 60 e 70 dias após a emergência avaliou-se a presença de sintomas de toxidez de ferro na planta. Os dados obtidos foram submetidos à análise da variância, Teste de Duncan a 5% de probabilidade e análise de correlação entre os indicadores de interesse avaliados. O retardamento do ínicio do período de alagamento para o estádio V6-V7 do arroz manteve os valores do potencial redox da solução mais elevados promovendo menor disponibilidade de Fe na solução do solo e deslocou o pico de liberação do Fe para estádios mais tardios da planta. A realização de drenagens ao longo do ciclo da cultura promoveu a reoxidação do solo que refletiu no aumento dos valores do potencial redox e na redução da concentração de Fe na solução do solo devido à oxidação de grande parte dos compostos de ferro que se encontravam sob forma reduzida. O uso destes procedimentos durante o manejo da água foi eficiente na promoção dos menores teores de ferro na parte aérea tanto no estádio V10-V11 como na fase de diferenciação da panícula e também na redução do percentual de sintomas de toxidez de ferro nas folhas e no retardamento do aparecimento destes sintomas para fases mais tardias da cultura. A realização de duas drenagens ao longo do ciclo do arroz proporcionou a maior produção de massa seca na parte aérea na fase de diferenciação da panícula. As concentrações mais elevadas de Fe na solução se correlacionaram com os maiores incrementos nos teores de Fe na parte aérea, maior percentual de folhas atingidas com sintomas de toxidez e na diminuição da massa seca da parte aérea das plantas. Os teores de Fe na planta se correlacionaram com a presença de sintomas de toxidez de Fe nas folhas somente aos 41 dias e não se correlacionaram com a produção de massa seca da parte aérea. No estádio de diferenciação da panícula o aumento no percentual de folhas com sintomas de toxidez de ferro se correlacionou com reduções na produção de massa seca da parte aérea.

Em solos alagados, o amônio é a forma nitrogenada mais estável, ao contrário do nitrato, que é rapidamente perdido por desnitrificação. Por isso, pouca importância é dada ao nitrato como fonte de N para o arroz em solos alagados. Entretanto, a nitrificação na rizosfera e na superfície do solo pode fornecer nitrato para o arroz. Este trabalho, constituído por três estudos, cada um com dois experimentos, foi realizado para avaliar a importância dessas duas formas na absorção de nitrogênio e no desenvolvimento de genótipos de arroz. No Estudo 1, avaliou-se o efeito de proporções de amônio e nitrato, em solução nutritiva, na morfologia do sistema radicular, na absorção de nitrogênio e no desenvolvimento de genótipos de arroz. No Estudo 2, avaliou-se uma metodologia para avaliar a formação de aerênquima, liberação de oxigênio na raiz e sua relação com a oxidação de ferro. No Estudo 3, avaliou-se a relação entre a disponibilidade de nitrato em solo e solução nutritiva, e a expressão gênica de OsNRTs. O efeito combinado de amônio e nitrato promoveu melhor crescimento do arroz em relação às fontes isoladas e indica que o nitrato é fonte importante de nitrogênio para essa cultura. As fontes isoladas podem causar toxidez às plantas. A metodologia testada para obter ambiente de hipoxia foi eficiente por retirar o oxigênio livre, e estabelece uma relação entre a porosidade da raiz e a formação de placa férrica, possibilitando diferenciar genótipos quanto à capacidade de liberar oxigênio para a rizosfera. A detecção de nitrato no solo alagado e na seiva do xilema, aliados à expressão dos genes OsNRTs, de forma diferenciada entre genótipos de arroz, demonstram que o nitrato é uma fonte importante de suprimento de nitrogênio e para o arroz irrigado por inundação. / In flooded soils, ammonium is the stable nitrogen form, while nitrate is lost by denitrification. As result, little importance is given to nitrate as nitrogen source for rice in flooded soils. However, nitrification processes in rhizosphere zone and at soil surface can furnish nitrogen as nitrate for flooded rice. This research was conducted, as three studies, each one by two experiments, to evaluate the importance of each, ammonium and nitrate forms, for nitrogen nutrition and development of rice genotypes. In Study 1, the effect of different proportions of such nitrogen forms, in nutrient solution, on root morphology, nitrogen uptake and rice development were evaluated. In Study 2, a methodology to verify aerenchyma formation, oxygen release and iron plaque formation at root surface was tested. In Study 3, the relation among nitrate availability, in soil and nutrient solution, and OsNRTs gene expression was evaluated. The effect of combined, ammonium and nitrate forms provide better rice growth than each single nitrogen form, and indicate that nitrate is an important nitrogen source to rice. Ammonium and nitrate alone are toxic for rice plants. The proposed methodology to obtain hypoxia environment was efficient to extract free oxygen, and made possible to obtain a relationship of root porosity with iron plaque formation, and to differentiate rice genotypes as the capacity to release oxygen to rhizosphere. The presence of nitrate in flooded soil and in xylem sap, together with OsNRTs gene expression, that is different among rice genotypes, indicate that nitrate is an important nitrogen supply form for flooded rice.

Em solos alagados, o amônio é a forma nitrogenada mais estável, ao contrário do nitrato, que é rapidamente perdido por desnitrificação. Por isso, pouca importância é dada ao nitrato como fonte de N para o arroz em solos alagados. Entretanto, a nitrificação na rizosfera e na superfície do solo pode fornecer nitrato para o arroz. Este trabalho, constituído por três estudos, cada um com dois experimentos, foi realizado para avaliar a importância dessas duas formas na absorção de nitrogênio e no desenvolvimento de genótipos de arroz. No Estudo 1, avaliou-se o efeito de proporções de amônio e nitrato, em solução nutritiva, na morfologia do sistema radicular, na absorção de nitrogênio e no desenvolvimento de genótipos de arroz. No Estudo 2, avaliou-se uma metodologia para avaliar a formação de aerênquima, liberação de oxigênio na raiz e sua relação com a oxidação de ferro. No Estudo 3, avaliou-se a relação entre a disponibilidade de nitrato em solo e solução nutritiva, e a expressão gênica de OsNRTs. O efeito combinado de amônio e nitrato promoveu melhor crescimento do arroz em relação às fontes isoladas e indica que o nitrato é fonte importante de nitrogênio para essa cultura. As fontes isoladas podem causar toxidez às plantas. A metodologia testada para obter ambiente de hipoxia foi eficiente por retirar o oxigênio livre, e estabelece uma relação entre a porosidade da raiz e a formação de placa férrica, possibilitando diferenciar genótipos quanto à capacidade de liberar oxigênio para a rizosfera. A detecção de nitrato no solo alagado e na seiva do xilema, aliados à expressão dos genes OsNRTs, de forma diferenciada entre genótipos de arroz, demonstram que o nitrato é uma fonte importante de suprimento de nitrogênio e para o arroz irrigado por inundação. / In flooded soils, ammonium is the stable nitrogen form, while nitrate is lost by denitrification. As result, little importance is given to nitrate as nitrogen source for rice in flooded soils. However, nitrification processes in rhizosphere zone and at soil surface can furnish nitrogen as nitrate for flooded rice. This research was conducted, as three studies, each one by two experiments, to evaluate the importance of each, ammonium and nitrate forms, for nitrogen nutrition and development of rice genotypes. In Study 1, the effect of different proportions of such nitrogen forms, in nutrient solution, on root morphology, nitrogen uptake and rice development were evaluated. In Study 2, a methodology to verify aerenchyma formation, oxygen release and iron plaque formation at root surface was tested. In Study 3, the relation among nitrate availability, in soil and nutrient solution, and OsNRTs gene expression was evaluated. The effect of combined, ammonium and nitrate forms provide better rice growth than each single nitrogen form, and indicate that nitrate is an important nitrogen source to rice. Ammonium and nitrate alone are toxic for rice plants. The proposed methodology to obtain hypoxia environment was efficient to extract free oxygen, and made possible to obtain a relationship of root porosity with iron plaque formation, and to differentiate rice genotypes as the capacity to release oxygen to rhizosphere. The presence of nitrate in flooded soil and in xylem sap, together with OsNRTs gene expression, that is different among rice genotypes, indicate that nitrate is an important nitrogen supply form for flooded rice.

Em solos alagados, o amônio é a forma nitrogenada mais estável, ao contrário do nitrato, que é rapidamente perdido por desnitrificação. Por isso, pouca importância é dada ao nitrato como fonte de N para o arroz em solos alagados. Entretanto, a nitrificação na rizosfera e na superfície do solo pode fornecer nitrato para o arroz. Este trabalho, constituído por três estudos, cada um com dois experimentos, foi realizado para avaliar a importância dessas duas formas na absorção de nitrogênio e no desenvolvimento de genótipos de arroz. No Estudo 1, avaliou-se o efeito de proporções de amônio e nitrato, em solução nutritiva, na morfologia do sistema radicular, na absorção de nitrogênio e no desenvolvimento de genótipos de arroz. No Estudo 2, avaliou-se uma metodologia para avaliar a formação de aerênquima, liberação de oxigênio na raiz e sua relação com a oxidação de ferro. No Estudo 3, avaliou-se a relação entre a disponibilidade de nitrato em solo e solução nutritiva, e a expressão gênica de OsNRTs. O efeito combinado de amônio e nitrato promoveu melhor crescimento do arroz em relação às fontes isoladas e indica que o nitrato é fonte importante de nitrogênio para essa cultura. As fontes isoladas podem causar toxidez às plantas. A metodologia testada para obter ambiente de hipoxia foi eficiente por retirar o oxigênio livre, e estabelece uma relação entre a porosidade da raiz e a formação de placa férrica, possibilitando diferenciar genótipos quanto à capacidade de liberar oxigênio para a rizosfera. A detecção de nitrato no solo alagado e na seiva do xilema, aliados à expressão dos genes OsNRTs, de forma diferenciada entre genótipos de arroz, demonstram que o nitrato é uma fonte importante de suprimento de nitrogênio e para o arroz irrigado por inundação. / In flooded soils, ammonium is the stable nitrogen form, while nitrate is lost by denitrification. As result, little importance is given to nitrate as nitrogen source for rice in flooded soils. However, nitrification processes in rhizosphere zone and at soil surface can furnish nitrogen as nitrate for flooded rice. This research was conducted, as three studies, each one by two experiments, to evaluate the importance of each, ammonium and nitrate forms, for nitrogen nutrition and development of rice genotypes. In Study 1, the effect of different proportions of such nitrogen forms, in nutrient solution, on root morphology, nitrogen uptake and rice development were evaluated. In Study 2, a methodology to verify aerenchyma formation, oxygen release and iron plaque formation at root surface was tested. In Study 3, the relation among nitrate availability, in soil and nutrient solution, and OsNRTs gene expression was evaluated. The effect of combined, ammonium and nitrate forms provide better rice growth than each single nitrogen form, and indicate that nitrate is an important nitrogen source to rice. Ammonium and nitrate alone are toxic for rice plants. The proposed methodology to obtain hypoxia environment was efficient to extract free oxygen, and made possible to obtain a relationship of root porosity with iron plaque formation, and to differentiate rice genotypes as the capacity to release oxygen to rhizosphere. The presence of nitrate in flooded soil and in xylem sap, together with OsNRTs gene expression, that is different among rice genotypes, indicate that nitrate is an important nitrogen supply form for flooded rice.

Oxyreduction reactions resulting from the soil flood promote lighest availability of nutrients from fertilizer application, soil solution. Although the management of drainage, necessary to improve plant establishment contributes to the loss of fertility in these agroecosystems, events such as leaching, runoff and leakage of water from the blocks with the rains keep this ecosystem enriched and pro- development of phytoplankton. Euglenoids and cyanobacteria are favored by these conditions to grow excessively (blooms) and causing environmental impacts that are applicable to the water bodies receiving drainage waters. Moreover, many of cyanobacteria that develop in these environments also contribute to the maintenance of soil fertility. Within this context, with this work, to characterize populations of heterocytous cyanobacterias that contribute to soil fertility and euglenas red blooms forming in agroecosystem of flooded rice. To achieve these objectives, samples of water and soil in three experimental blocks of rice, and conducted two separate studies: culture, isolation and morfomolecular characterization of heterocytous cyanobacteria and cultivation, morphological characterization, monitoring on site and location of blooms cysts of resistance in the soil, forming euglenas pigmented red blooms. Morphological analysis allowed the characterization of four genera of heterocytous cyanobacteria that contribute to soil fertility: Nostoc, Anabaena, Cilindrospermum and Calotrix. Sequencing of 16S RNA gene was only positive for a strain of the genus Nostoc (Nostoc linckia) which, by phylogenetic analysis showed to be a lineage close to Nostoc sp. TH1S01 e Nostoc piscinale. The results obtained in experiments that were aimed at location of the cysts of resistance suggested that such cysts are found at a depth 0-5 cm of soil, however, focuses more on the surface. For euglenoids there was no evidence of the location of the cysts of resistance even at the surface. Monitoring the appearance of blooms of red euglenas shows that the absence of turbulence in water depths, influenced by wind velocity, and water temperature, influenced by atmospheric temperature and solar radiation are key factors for development. It follows from this work, the dynamics of both populations of cyanobacteria as euglenoids in crop irrigated rice is controlled by many biotic and abiotic making knowledge of their diversity and behavior, in practice very difficult having to therefore, the need to employ different methodologies and continuous monitoring and prolonged. It follows further that the use of in vitro culture, while contributing to the research morfomoleculares, promotes populations changes and further complicates the charactrization of the species. / As reações de oxiredução decorrentes da inundação em lavoura de arroz irrigado promovem uma maior disponibilidade de nutrientes, oriundos da aplicação de fertilizantes, na solução do solo. Embora o manejo de drenagem inicial, necessário para o melhor estabelecimento das plântulas, contribua para a perda de fertilidade nesses agroecossistemas, eventos como a lixiviação, o escorrimento superficial e o extravasamento de água das quadras com as chuvas mantêm esse tipo de ecossistema enriquecido e favorável ao desenvolvimento do fitoplâncton. O campo de arroz irrigado é um ambiente aquático temporário sujeito a grandes variações quanto a isolação, temperatura, pH, concentração do oxigênio dissolvido e estado nutricional devido a perturbações freqüentes através de práticas como o uso de agrotóxicos (WHATANABE e ROGER, 1985). Cianobactérias e euglenofíceas são favorecidas por essas condições crescendo excessivamente (florações) e causando impactos ambientais que são extensivos aos corpos d`água receptores das águas de drenagem. Por outro lado, muitas das cianobactérias que se desenvolvem nesses ambientes também contribuem para a manutenção da fertilidade do solo. Nesse contexto, objetivou-se com esse trabalho, caracterizar populações de cianobactérias heterocitadas que contribuem para a fertilidade do solo e euglenas vermelhas formadoras de florações em agroecossistema de arroz irrigado por inundação. Para atingir esses objetivos, foram coletadas amostras de água e solo em três quadras experimentais de arroz irrigado e conduzido dois estudos distintos: cultivo, isolamento e caracterização morfomolecular de cianobactérias heterocitadas e cultivo, caracterização morfológica, monitoramento in loco das florações e localização dos cistos de resistência no solo, de euglenas pigmentadas formadoras de florações vermelhas. A análise morfológica permitiu a caracterização de quatro gêneros de cianobactérias heterocitadas que contribuem para a fertilidade do solo: Nostoc, Anabaena, Cilindrospermum e Calotrix. O sequenciamento da região 16S do rDNA foi positivo apenas para uma linhagem do gênero Nostoc (Nostoc linckia) que, pela análise filogenética, está no mesmo grupo de Nostoc TH1S01 e Nostoc piscinale. Os resultados obtidos nos experimentos que visaram a localização dos cistos de resistência evidenciaram que estes se encontram numa profundidade de 0 a 5 cm do solo, porém, concentrando-se mais na superfíce. Para as euglenofíceas não houve comprovação da localização dos cistos de resistência nem mesmo na superfície. O monitoramento do surgimento das florações de euglenas vermelhas mostra que a ausência de turbulência na lâmina d`água, influenciada pela velocidade dos ventos, e a temperatura da água, influenciada pela temperatura atmosférica e radiação solar, são fatores-chave para o desenvolvimento. Conclui-se que a dinâmica das populações tanto de cianobactérias como de euglenofíceas em lavoura de arroz irrigado por inundação é comandada por muitos fatores bióticos e abióticos os quais tornam o conhecimento da sua diversidade e comportamento, na prática, muito difícil havendo, para tal, a necessidade de se empregar metodologias variadas e monitoramento continuo e prolongado. Conclui-se, ainda, que o emprego de cultivo in vitro permite a investigação morfomofológica, promove alterações das populações e dificultam ainda mais a identificação das espécies.

Submitted by Gabriela Lopes (gmachadolopesufpel@gmail.com) on 2018-08-13T18:34:19Z No. of bitstreams: 1 Tese versão final impressa.pdf: 3412882 bytes, checksum: dec9624f6912de6df9fc6499743eda18 (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2018-08-16T19:15:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese versão final impressa.pdf: 3412882 bytes, checksum: dec9624f6912de6df9fc6499743eda18 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-16T19:15:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese versão final impressa.pdf: 3412882 bytes, checksum: dec9624f6912de6df9fc6499743eda18 (MD5) Previous issue date: 2017-02-24 / Na região sul do estado do Amazonas, o arroz de terras altas normalmente é produzido no período chuvoso, com produtividade média inferior à de outros estados, a exemplo do Rio Grande do Sul. Nesse período, o elevado índice de precipitação pluviométrica na região provoca a subida do lençol freático, o que tende a favorecer o cultivo de arroz irrigado com irrigação suplementar e aumento da produtividade. No entanto, os solos apresentam elevada acidez potencial e quando submetidos ao alagamento, não apresentam um aumento adequado do pH. Nesse sentido, os objetivos do trabalho foram avaliar atributos do solo e do arroz em função da calagem e do manejo de água; atributos agronômicos em função do manejo de água e cultivares de arroz irrigado no período chuvoso e seco. Para isso foi conduzido um experimento com arroz irrigado em casa de vegetação e dois experimentos à campo. Os resultados do experimento com calagem e manejo de água em casa de vegetação revelaram que, a calagem é necessária e promove o maior estado de redução e um aumento mais acentuado do pH da solução do solo em relação ao manejo alagado e saturado sem calagem. Os resultados do experimento à campo no período chuvoso mostraram que, com níveis adequados de nutrientes no solo e no tecido das plantas de arroz, as produtividades foram semelhantes entre os manejos aeróbio, saturado e alagado em condições de elevada precipitação pluvial. Os manejos de água proporcionaram teores de nutrientes variáveis no tecido, porém todos em níveis adequados ou superior. O manejo alagado proporcionou de forma mais pronunciada que o manejo saturado, a diminuição da severidade de brusone e mancha parda na folha do arroz. Os manejos saturado e aeróbio proporcionaram uma economia aproximada de 75 e 100% respectivamente, de água aplicada em relação ao manejo alagado. Os resultados do experimento à campo no período seco mostraram que, o manejo alagado promoveu a maior produtividade de grãos em relação aos manejos saturado e capacidade de campo. Conclui-se que, a calagem é indispensável nos solos dos campos naturais no cultivo de arroz por alagamento. No período chuvoso, os manejos aeróbio, saturado e alagado proporcionam produtividades semelhantes em condições de elevada precipitação pluvial e elevação natural do lençol freático. Os manejos saturado e aeróbio propiciam o menor volume total de água consumida no cultivo do arroz e maior eficiência do uso da água. No período seco, o manejo alagado promove maior produtividade de grãos em relação aos manejos saturado e capacidade de campo. Os valores do consumo de água nos manejos alagado e saturado são extremamente elevados no período seco, devido às perdas de água por fluxo lateral e por percolação em profundidade. O manejo de água capacidade de campo propicia o menor consumo de água e maior eficiência do uso da água no período seco. / In the southern region of the state of Amazonas, upland rice is normally produced in the rainy season, with average productivity lower than that of other states, such as Rio Grande do Sul. During this period, the high rainfall index in the region causes the water table to rise, which tends to favor irrigated rice cultivation with additional irrigation and increased productivity. However, the soils present high potential acidity and when submitted to flooding, do not present an adequate increase of pH. In this sense, the objectives of the work were to evaluate attributes of soil and rice as a function of liming and water management; agronomic attributes as a function of water management and irrigated rice cultivars in the rainy and dry season. For this, an experiment was conducted with irrigated rice in a greenhouse and two field trials. The results of the experiment with liming and greenhouse water management revealed that liming is necessary and promotes a higher state of reduction and a more pronounced increase in pH of the soil solution in relation to flooded and saturated management without liming. The results of the field experiment in the rainy season showed that, with adequate levels of nutrients in soil and rice plant tissue, yields were similar between aerobic, saturated and flooded managements under conditions of high rainfall. Water management provided variable nutrient contents in the tissue, but all at appropriate levels or higher. The flooded management provided in a more pronounced way than the saturated handling, the reduction of the severity of blast and brown spot in the rice leaf. The saturated and aerobic managements provided an approximate saving of 75 and 100%, respectively, of applied water in relation to the flooded management. The results of the field experiment in the dry period showed that, the flooded management promoted the highest grain yield in relation to the saturated managements and field capacity. It is concluded that liming is indispensable in soils of natural fields in rice cultivation by flooding. In the rainy season, aerobic, saturated and flooded managements provide similar productivity in conditions of high rainfall and natural elevation of the water table. Saturated and aerobic management provide the lowest total volume of water consumed in rice cultivation and greater water use efficiency. In the dry season, flooded management promotes higher grain yield in relation to saturated management and field capacity. The values of water consumption in flooded and saturated water management are extremely high in the dry period, due to losses of water by lateral flow and percolation in depth. The management of water field capacity provides the lowest water consumption and greater efficiency of water use in the dry period.