A facilidade com que uma raiz pode extrair água do solo é determinada pela condutividade hidráulica do solo e gradiente do potencial energético da água, ambos função do teor de água no solo. Nessa dissertação descreve-se o teste experimental de um modelo de extração e de partição da água do solo pelo sistema radicular de uma planta cujo sistema radicular se divide entre camadas de solo com propriedades hidráulicas contrastantes. O estudo foi conduzido em ambiente protegido com plantas de sorgo (Sorghum bicolor (L.) Moench) cultivadas em lisímetros com dois compartimentos separados fisicamente (splitpot). Quatro desses lisímetros foram construídos, preenchidos com material de dois tipos de solo de diferentes classes texturais (um solo de textura média - AR e outro de textura argilosa - AG). Durante um mês e meio foi aplicado um regime hídrico alternando a irrigação entre os compartimentos. O teor de água nos compartimentos dos lisímetros foi monitorado com TDR e tensiômetros. O material dos dois solos foi analisado conforme metodologia padrão quanto às suas propriedades de retenção e condução da água. A densidade radicular foi determinada por pesagem no fim do experimento, tendo ficado em torno de duas vezes maior no solo AR do que no AG. Foi possível observar que a extração de água ocorreu preferencialmente do compartimento do lisímetro com maior potencial de fluxo matricial. Em certas ocasiões houve transferência de água do lado de maior ao lado de menor potencial de fluxo matricial, com a liberação da água ao solo pelo sistema radicular (hydraulic lift). Em relação ao modelo, para compensar pelo efeito da heterogeneidade da distribuição radicular, da atividade radicular e do contato solo-raiz, incluiu-se um fator empírico f de correção no modelo. O valor de f foi determinado por ajuste numérico procurando-se uma correlação máxima entre modelo e observação nos quatro lisímetros. Para os solos AR e AG, os valores de f assim determinados foram 0,01506 e 0,003713, respectivamente. O modelo testado descreveu razoavelmente bem as observações com a utilização desses valores de f. / Root water extraction is determined by soil hydraulic conductivity and water potential gradients, both dependent on soil water content. In this dissertation the experimental test of a root water extraction and partition model is described for a plant whose root system is divided over soil layers with distinct hydraulic properties. An experiment was conducted in a greenhouse with Sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench) plants growing in split-pot lysimeters containing two physically divided compartments. Four of these lysimenters were built, filled with material from two soils with different texture (a médium textured soil - AR and a clayey soil - AG). During a month and a half a water regime was applied alternating the irrigation among the compartments. The soil water content in the compartments was measured with TDR and tensiometer equipment. Soil hydraulic properties retention and conductivity were analyzed by standard methods. Root density was determined by weighing at the end of the experiment, resulting in values twice as high in soil AR compared to soil AG. It could be observed that water extraction occurred preferentially from the lysimeter compartments with the highest matric flux potential. At certain occasions, water transfer from the compartment with higher matric flux potential to the lower one was observed, transferring water from root to soil (hydraulic lift). Referring to the model, in order to compensate for root distribution heterogeneity, root activity and soil-root contact, an empirical factor f was added to the model. Its value was determined by a numerical fitting procedure aiming the highest correlation between model and observation in the four lysimeters. For soils AR and AG, the values of f determined were 0.01506 and 0.003713, respectively. The tested model described the observations reasonably well using these values of f.

O presente trabalho teve como objetivo básico determinar o consumo de água em um pomar de goiabeiras (Psidium guajava L.), cultivar Paluma, com 2,5 anos de idade, plantada no espaçamento de 6 x 5 m e irrigada por microaspersão, no Campo Experimental da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária, Embrapa Semi-Árido, município de Petrolina - PE, com base na metodologia do balanço hídrico no solo com dados de umidade do solo medidos pela sonda de nêutrons e pelo TDR, e o padrão de distribuição espacial do sistema radicular da cultura de goiabeira. Assumiu-se a hipótese que ambos os métodos de medida de umidade do solo poderiam proporcionar resultados similares, o que levaria à semelhantes estimativas da evapotranspiração de uma cultura. A obtenção do consumo de água ou evapotranspiração de cultivo (ETc) pelo balanço hídrico foi relacionada com a evapotranspiração de referência (ETo) obtida pelos métodos do tanque classe "A" e Penman-Monteith-FAO para determinar os coeficiente de cultura (Kc) da goiabeira para a região de Petrolina - PE. Os resultados mostraram que 80% das raízes encontram-se na profundidade de 0,94 m e numa distância do tronco de 1,23 m, porém foram encontradas raízes até 1,20 m de profundidade a uma distância de 2,4 m do tronco da planta. Do total de raízes coletados nos monolitos distantes até 0,6 m do tronco da planta, 92,1% das raízes apresentaram diâmetro menor que 2 mm, 4,8% apresentaram diâmetro entre 2-5 mm, 2,7% entre 5-10 mm e apenas 0,4% com diâmetro maior que 10 mm. Para o monitoramento da água no solo e aplicações da fertilizantes e matéria orgânica, recomenda-se que seja realizado a uma distância do tronco e profundidade do solo até 0,6 m. O consumo total de água da goiabeira durante o ciclo de 200 dias foi de 691,38 e 679,17 mm determinado pelo balanço hídrico com valores de umidade obtidos pelo TDR e pela sonda de nêutrons, apresentando um valor médio de 3,70 mm/dia e 3,63 mm/dia, respectivamente. Os valores médios de Kc determinados pelo balanço hídrico no solo com dados de umidade do TDR e com valores de ETo segundo o tanque classe A e Penman-Monteith FAO foram de 0,71 e 0,79, enquanto que com a ETc obtida com resultados de umidade da sonda de nêutrons, os valores foram de 0,70 e 0,78, respectivamente. Para todas as fases fenológicas, ocorreu uma variação nos valores de Kc de 0,58 a 1,03, considerando-se todas as combinações de fonte de dados analisadas. Os valores de umidade do solo medidos pela sonda de nêutrons e pelo TDR seguiram a mesma tendência ao longo do ciclo da cultura e, conseqüentemente, proporcionaram estimativas próximas da variação de armazenamento, um dos termos da equação do balanço hídrico no solo. / A field experiment was carried out to estimate the crop water consumption in a guava cv. Paluma orchard, with two and half year-old plants in a 6 x 5 grid spacing irrigated by microsprinkler, at the Brazilian Agricultural Research Corporation - Agricultural Research Center of the Semi-Arid Tropic in Petrolina, Pernambuco State, Northeastern Brazil, based on the soil water balance method and the root distribuition pattern in the soil profile (digital image analysis). The soil water content was measured by two methods, the time domain reflectometry (TDR) and the neutron scattering (neutron probe). It was assumed that both soil water measuring methods provide similar values and, consequently, similar estimations of crop evapotranspiration would be obtained. The reference evapotranspiration (ETo) was measured by the class A evaporation pan and by the Penman-Monteith-FAO method. The crop coefficient (Kc) was obtained by the ETc/ETo ratio taking in account the method used to estimate the reference water consumption. Around 80% of total roots were found in the 0.94 m soil depth and until the 1,23 m distance from the trunk, although roots were observed until 1.2 m depth and 2.4 m distance from the plant row. Most of the roots sampled by the monolith method in the 0.2-0.6 m distance from the trunk presented a diameter (d) &#8804; 2 mm (92,1%), while 4.8, 2.7 and 0.4% of roots were within the 2 < d &#8804; 5 mm, 5 < d &#8804; 10 mm, and d > 10 mm intervals. Soil water monitoring and application of fertilizer and manure should be performed at a 0.6 m distance from the trunk and until 0.6 m depth. Total crop water consumption was 691.38 mm and 679.17 mm in a 200 days growing season, using the TDR and neutron probe equipments, which leaded to an average daily water consumption of 3.70 mm and 3.63 mm, respectively. Using the ETc from soil water content measured by TDR, average Kc values were 0.71 and 0.79 with ETo from pan and Penman-Monteith-FAO methods, while using the ETc from neutron probe data, average values were 0.70 and 0.78, respectively. A range from 0.58 to 1.03 was observed in all source of data combinations throughout the phenologic phases. The soil water content measured by TDR and neutron presented close values. Consequently, it was obtained close values of soil water storage changing, which is accounted in the soil water balance method.

O presente trabalho de pesquisa foi elaborado com o objetivo de comprovar a hipótese de que o cultivar de cana-de-açúcar RB83 5486, comparado ao RB83 5089, apresenta melhor desenvolvimento radicular mediante cultivo em solo com menor teor de argila. O estudo foi realizado a partir de dois experimentos de campo desenvolvidos no município de Porto Feliz, SP. Os solos foram classificados como Nitossolo Vermelho Eutroférrico latossólico (NV) e Latossolo Vermelho-Amarelo Distrófico psamítico (LVA). Os tratamentos das áreas experimentais foram doze cultivares de cana-de-açúcar em delineamento de blocos completos casualizados. No período entre a terceira soca e a quinta soca (2002 a 2004), dois cultivares de cana-de-açúcar (RB83 5486 e RB83 5089) foram avaliados a partir de estudos de atributos químicos e físicos do solo, do estado nutricional da cultura, da distribuição de raízes no perfil do solo, além da arquitetura e vitalidade radicular a partir da brotação das soqueiras. A distribuição de raízes no perfil do solo foi avaliada utilizando-se o método da trincheira ou parede do perfil. Nesse método, imagens de raízes obtidas na parede de trincheiras abertas no campo foram analisadas por meio do software SIARCS, fornecendo valores de comprimento radicular em diferentes distâncias a partir das linhas de cana e em diferentes profundidades. Arquitetura e vitalidade de raízes foram determinadas a partir de raízes lavadas, coletadas no campo por meio de sonda amostradora em diferentes épocas. Para avaliar a arquitetura radicular foram feitas imagens das raízes que, posteriormente, foram analisadas por meio do software WinRhizo. A vitalidade radicular foi determinada por meio de teste enzimático. Os resultados indicaram diferença na concentração de hidrogênio dos solos relacionada com a atividade dos cultivares na absorção de nutrientes. O teor foliar de potássio e enxofre foi maior para o cultivar RB83 5486. Porém, foi observado maior conteúdo e exportação de nutrientes para o cultivar RB83 5089 em virtude da elevada produção de colmos. No LVA a maior quantidade de raízes concentrou-se até os 18 cm de distância a partir das linhas de cana e até os 54 cm de profundidade. No NV a maior quantidade de raízes concentrou-se até 23 cm de distância a partir das linhas de cana e até os 46 cm de profundidade. O crescimento de raízes a partir da brotação das soqueiras foi influenciado por características de precocidade dos cultivares. A produção de colmos foi maior para o cultivar RB83 5089. Contudo, a produção de açúcar foi maior para RB83 5486 que, no LVA, utilizou menor quantidade de nutrientes por kg de açúcar produzido. / To test the hypothesis that, in soils with low clay content, sugarcane genotype RB83 5486 has better root system development than genotype RB83 5089, two field experiments were conducted in Porto Feliz, SP. Soils were classified as Typic Kandiudalf and Typic Hapludox. Twelve sugarcane genotypes were cropped in the experimental sites, with a experimental design in randomized blocks. Between the third and fifth ratoon (2002 to 2004), the development of two sugarcane genotypes (RB83 5486 e RB83 5089) was evaluated by determining the chemical and physical soil attributes, crop nutritional conditions, root distribution in the soil profile, and root architecture and vitality in the ratoon sprout. Root distribution in the soil profile was evaluated by the trench method. Root images were taken from trench walls and analyzed using the SIARCS software. This allowed obtaining the root length values at different distances from sugarcane rows and at different soil depths. Root architecture and vitality was analyzed from washed roots sampled by probe at different times. Architecture was evaluated by means of root images that were later analyzed using the WinRhizo software. The vitality of roots was determined by enzymatic tests. Results show differences in hydrogen ion concentrations in both soils. These differences can be related to differences in the uptake of nutrients between the studied genotypes. Potassium and sulphur contents in sugarcane leaves were higher in genotype RB83 5486. However, it was found higher nutrient contents and exportation by stalks in the genotype RB83 5089 due the higher stalk yield. In the Typic Hapludox, most part of roots were concentrated between 0 and 18 cm from sugarcane rows and in the upper 54 cm. In the Typic Kandiudalf, most part of roots were concentrated between 0 and 23 cm from sugarcane rows and in the upper 46 cm. Root growth from ratoon sprout was influenced by precocity characteristics of genotypes. Stalk yield was higher in genotype RB83 5089, however, sugar yield was higher in genotype RB83 5486. The genotype RB83 5486 demanded less amount of nutrients by Kg of produced sugar in the Typic Hapludox.

O tomateiro (Solanum lycopersicum L.) é uma das plantas cultivadas de maior importância no mundo, sendo uma das principais hortaliças em importância econômica no Brasil. A murcha-bacteriana é uma doença dentre as mais limitantes para a cultura do tomateiro e o uso de cultivares resistentes à Ralstonia spp. é uma das únicas alternativas para evitar as perdas causadas por esse patógeno. Contudo, existem raríssimos estudos sobre a base genética de genótipos resistentes aos principais isolados de Ralstonia spp. Objetivou-se nesse trabalho estudar parâmetros genéticos da resistência à murcha-bacteriana em linhagens e híbridos usados como porta-enxertos de tomateiro, por meio de abordagens complementares que envolvem desde o ajuste das metodologias para indução artificial da doença, até estimativas das capacidades de combinação e a heterose entre linhagens, visando identificar cruzamentos promissores para o estabelecimento de um programa de melhoramento genético para resistência à murcha-bacteriana em tomateiro para porta-enxertos. Comparando-se quatro métodos de indução da resistência verificou-se que o método da lesão das raízes do torrão com objeto cortante (bisturi) e pulverização de 5 mL da suspensão bacteriana no torrão, comparativamente aos outros métodos avaliados, apresenta fácil execução, requer quantidades reduzidas de suspensão bacteriana e proporciona boas quantidades de plantas de tomateiro com sintomas de murcha-bacteriana, sendo o mais adequado entre os métodos testados. Foi estimada a heterose e capacidade de combinação entre linhagens de tomateiro para um isolado do biovar 2 de Ralstonia solanacearum em estágio de plântulas, em ambiente protegido, e em um solo naturalmente infestado por Ralstonia spp. Entre as linhagens avaliadas, apenas o genótipo Hawaii 7996 apresentou níveis aceitáveis de resistência, sendo necessário encontrar novas fontes de resistência para o início de um programa de melhoramento. Verificou-se que nenhuma das progênies derivadas dos cruzamentos desse estudo apresentaram resistência superior ao parental superior Além disso, foi verificada a importância dos efeitos aditivos e, consequentemente, os cruzamentos de genitores com alta CGC para o caráter e a seleção recorrente seriam as melhores alternativas no melhoramento para resistência à murcha-bacteriana. Finalmente, foram estudados os genitores e seus híbridos, utilizados como porta-enxerto em condições de campo e em ambiente protegido visando o aumento da resistência à murcha-bacteriana causada por Ralstonia spp., e incremento dos parâmetros produtivos de um híbrido comercial utilizado como copa. Verificou-se influência dos diferentes porta-enxertos em caracteres de produção e massa dos frutos e no desenvimento de copa. Caracteres relacionados ao sistema radicular dos porta-enxertos apresentaram heterose em relação aos seus genitores, com efeitos aditivos e não aditivos importantes, mostrando o desempenho das linhagens e sua contribuição para a produção de híbridos superiores. Por fim, este estudo possibilitou o melhor entendimento sobre a base genética da resistência em genótipos de tomateiro que possuem uso potencial como porta-enxertos resistentes à murcha-bacteriana. / The tomato (Solanum lycopersicum L.) is one of the most important cultivated plants in the world, being one of the main vegetables of economic importance in Brazil. The bacterial wilt is one of the most limiting diseases for the tomato crop and the use of resistant cultivars to Ralstonia spp. is one of the only alternatives to avoid losses caused by this pathogen. However, there are very few studies on the genetic basis of genotypes resistant to the main isolates of Ralstonia spp. The objective of this work was to study the genetic parameters of resistance to bacterial wilt in lines and hybrids used as tomato rootstocks, through complementary approaches that range from the adjustment of the methodologies for artificial induction of the disease, to estimates of the combining abilities and heterosis among lines, aiming to identify promising crosses for the establishment of a rootstock genetic breeding program for resistance to bacterial wilt in tomatoes. Comparing four resistance induction methods, it was verified that the method of injuring roots with cutting object (scalpel) and spraying 5 mL of the bacterial suspension in the clod compared to the other\'s methods evaluated, is easiest to perform, requires less amounts of bacterial suspension and provides good amounts of tomato plants with wilt symptoms, being the most suitable among the methods tested. The heterosis and combining ability of tomato lines for a strain of biovar 2 of Ralstonia solanacearum in greenhouse at seedling stage and in soil naturally infested by Ralstonia spp were estimated. Among the lines evaluated, only the Hawaii 7996 genotype showed acceptable levels of resistance, and it is necessary to find new sources of resistance for the beginning of a breeding program. It was verified that none of the progenies derived from the crosses of this study presented superior resistance to the superior parental. In addition, the importance of the additive effects was verified and, consequently, the crossings of parents with high CGC for the character and the recurrent selection would be the best alternatives in the improvement for resistance to bacterial wilt. Finally, we studied the parents and their hybrids, used as rootstocks under field conditions and in a protected environment aiming the increasing resistance to bacterial wilt caused by Ralstonia spp., and increasing of the yield parameters of a commercial hybrid used as a scion. The influence of the different rootstocks was verified in characters of yield and mass of the fruits and in the development of the scion. Characteristics related to the root system of rootstocks showed heterosis in relation to their parents, with important additive and non-additive effects, showing the performance of the lines and their contribution to the production of superior hybrids. Finally, this study allowed a better understanding of the genetic basis of resistance in tomato genotypes that have potential use as bacterial wilt resistant rootstocks.

In tropical soils, phosphorus (P) is adsorbed onto the oxide surface reducing the availability to plants. Thus, the solubility of the P sources and the particular plant characteristics which increases the absorption efficiency becomes important in the rhizosphere where roots and soil microorganisms interacts together. The objectives of this research were to evaluate sugarcane cultivars in relation to changes in the rhizosphere and the efficiency of P absorption and to evaluate the dynamics of P in the rhizosphere of sugarcane under the application of filter cake combined with mineral fertilizers. Four experiments were conducted in a greenhouse. The soil was a sandy clay loam Ferralsol from Piracicaba - SP, with low soil P, arranged in a randomized block design with four replications for each experiment. The experiment 1 was conducted in a 5x2 factorial arrangement with four sugarcane cultivars: RB92-579; RB85-5156; RB86-7515; RB86-6928 or no plants subjected to presence or absence of phosphate fertilizer (78.4 mg P kg-1) and soil adhering to the root was considered rhizosphere. The experiment 2 evaluated five doses of phosphate fertilizers: 0; 9.8; 19.6; 39.2 and 78.4 mg P kg-1 soil with the most promising cultivar for P absorption from experiment 1, and the rhizosphere was collected in five distances from the rhizoplane (mm): i) 0-2; ii) 2-4; iii) 4-6; iv) 6-8; v) 8-10. Experiment 3 was conducted in a 2x3 factorial: absence or presence of filter cake (5 g DM kg-1) with rock phosphate, soluble phosphate (78.4 mg soluble P kg-1 soil) or phosphate absence, and the rhizosphere soil was sampled 2 mm from the rhizoplane. Experiment 4 involved five filter cake rates: 0; 2.5; 5; 10 and 15 g DM kg-1 applied to the bulk soil or in the planting furrow. The cultivar RB96-6928 showed better adaptation characteristics under low availability of phosphorus, with good root development and P uptake. The rate 38.5 mg P kg-1 was the most suitable to promote optimal seedling development. The filter cake was efficient to increase P uptake and the interaction between filter cake and rock phosphate was efficient to increase production factors as the number of tillers per plant. The highest P uptake occurred when filter cake was applied to planting furrow at a rate of 10 g DM kg-1. / Em solos tropicais o fósforo (P) é adsorvido nas superfícies dos óxidos, reduzindo a disponibilidade às plantas. Assim, a solubilidade das fontes de P e as características particulares da planta que aumentam a eficiência de absorção tornam-se importantes na rizosfera, onde as raízes, microrganismos e solo interagem biologicamente de forma intensa. Os objetivos desta pesquisa foram avaliar cultivares de cana-de-açúcar quanto a mudanças na rizosfera e eficiência na absorção de P e avaliar a dinâmica do P na rizosfera de cana-de-açúcar sob a aplicação de torta de filtro juntamente com fertilizantes minerais. Foram conduzidos quatro experimentos em casa de vegetação. O solo utilizado foi um Latossolo Vermelho amarelo arenoso da região de Piracicaba - SP, com baixo teor de P, em delineamento em blocos ao acaso com quatro repetições para todos os experimentos. O experimento 1 foi conduzido em esquema fatorial 5x2, com 4 cultivares de cana-de-açúcar: RB92-579; RB85-5156; RB86-7515; RB86-6928 ou ausência de plantas, submetidos a presença ou ausência de adubação fosfatada (78.4 mg P kg-1), e o solo aderido a raiz foi amostrado com sendo rizosférico. O experimento 2 avaliou cinco doses de adubação fosfatada: 0; 9.8; 19.6; 39.2 e 78.4 mg P kg-1 solo com o cultivar mais promissor para absorção de P do experimento 1, sendo o solo rizosférico coletado em cinco distâncias a partir do rizoplano (mm): i) 0-2; ii) 2-4; iii) 4-6; iv) 6-8; v) 8-10. O experimento 3 foi conduzido em esquema fatorial 2x3: ausência ou presença de torta de filtro (5 g MS kg-1) com fosfato natural, fosfato solúvel (78.4 mg P solúvel kg-1 solo) ou ausência de fosfato, sendo o solo rizosférico amostrado a 2 mm do rizoplano. O experimento 4 envolveu cinco doses de torta de filtro: 0; 2.5; 5; 10 e 15 g MS kg-1 aplicados no volume total do solo ou no sulco de plantio. A cultivar RB96-6928 mostrou características de melhor adaptação sob baixa disponibilidade de P, com destacado desenvolvimento radicular e boa absorção de P. A dose 38.5 mg P kg-1 foi a mais apropriada para promover um adequado desenvolvimento das mudas. A torta de filtro foi eficiente para aumentar a absorção de P e a interação entre torta de filtro e fosfato natural foi eficiente para incrementar fatores de produção como o número de perfilhos por planta. A maior absorção de P se deu quando a torta de filtro foi aplicada no sulco de plantio na dose de 10 g MS kg-1.

A intrusão de raiz e partículas de solo em gotejadores instalados na subsuperfície do solo, conduz à redução da uniformidade de emissão de água e compromete as condições ideais de operação e a vida útil do sistema de irrigação. Estes fatos motivaram a realização desta pesquisa, sendo propostos protótipos de emissores, cujas características físicas e funcionais impeçam a entrada de raízes e partículas de solo por sucção dentro dos mesmos, e possibilite a vazão de projeto. Desenvolveram-se quatro modelos de emissores sendo: modelo A que utiliza êmbolo; modelo B constituído por uma membrana com módulo de Young (MY) de 1000 kPa; modelo C constituído por uma membrana com MY de 1000 kPa e protetor da membrana; e, sistema protetor (tubo) do emissor (modelo D) no qual se utilizou um gotejador comercial para controlar a vazão. Uma vez que o modelo A não apresentou desempenho satisfatório, estudos posteriores com o mesmo foram interrompidos. Em fase de campo instalaram-se os modelos B, C, D, e um gotejador comercial, modelo E. Os emissores foram avaliados em laboratório em relação ao coeficiente de variação de fabricação (CVF), coeficiente de uniformidade de emissão da água (CUE) e à curva vazão versus pressão; e, instalados em vasos com cana-de-açúcar e sem cultura, para avaliação periódica quanto à capacidade em obstar a entrada de raiz e partículas de solo, sendo analisados a vazão relativa (QR), o coeficiente de variação da vazão relativa (CVQR), CUE e distúrbio de vazão (DQ). Para o emissor modelo C desenvolveram-se Equações que descrevem o comportamento da membrana que o compõe. Os resultados obtidos com a Equação de estimativa da pressão mínima foram próximos dos dados medidos em laboratório. Os emissores B e C apresentaram altos valores de CVF e CVQR, e baixos valores de CUE. Após o terceiro período de avaliação, notou-se redução na QR do modelo E, devido a entupimento por raiz. Dos emissores construídos em laboratório, o modelo C apresentou melhor desempenho quanto à variação dos dados de vazão na linha lateral, ao longo do tempo, tendo valores agrupados entre primeiro e terceiro quartil. Após 3 meses (modelo E) e 18 meses (modelos D) de funcionamento em campo, houve presença de solo e raiz, enquanto os modelos B e C apresentaram os melhores resultados quanto ao impedimento da entrada de raiz e solo dentro do emissor, sendo este último indicado para estudos mais detalhados em relação à membrana a ser utilizada. O emissor que utiliza membrana e protetor foi adequado para evitar entrada de raiz e solo dentro do mesmo, sendo necessário estudos a respeito da membrana e de um sistema para controlar a vazão. Com as Equações propostas para o modelo C serão possíveis futuros estudos que busquem aperfeiçoar o protótipo, podendo ser utilizadas para estimativa da pressão mínima de funcionamento, variação do diâmetro da membrana, e vazão do emissor. / Roots and soil particles intrusion in drippers installed in the subsurface soil leads to reduction of the water emission uniformity, and compromise the ideal conditions of operation and the lifetime of irrigation system. These facts motivated this research, being proposed prototypes of emitters whose physical and functional characteristics prevent the entry of roots and soil particles by suction into them, and allow the design flow. Four emitters models were developed: (i) A model that uses piston; (ii) B model composed by a membrane with Youngs modulus (YM) of 1000 kPa; (iii) C model composed by a membrane with YM of 1000 kPa plus a membrane protector;(iv) protector (tube) emitter system (D model) in which was used a commercial dripper to flow control. The A model study was stopped since it did not present a good performance. In the field stage models B, C, D and a commercial dripper E were installed. In the laboratory stage, emitters were evaluated in relation to the manufacturing coefficient of variation (CVF), the emission uniformity coefficient of water (EUC) and the flow rate versus pressure curve. After that, the emitters were installed in pots with and without sugar cane for periodic evaluation considering the potential to prevent the entry of roots and soil particles into the emitter. Relative flow (QR), variation coefficient of relative flow (CVQR), EUC and flow disturbance (DQ) were analyzed. Equations that describe the behavior of C model emitters membrane were developed. The results obtained with the Equation to estimating the minimum pressure were close to the measured data in laboratory. B and C emitter´s model showed the higher values of CVF and CVQR, and the lower values of EUC. After third evaluation period, reduction in QR for E model was observed due to clogging by root. Among the emitters built in the laboratory, C model showed better performance in relation to variation of data flow in lateral line, with values grouped between the first and third quartile. After 3 months (E model) and 18 months (D model) of operation in the field, the presence of soil and roots was observed, while B and C models showed the best results to avoid the entry of root and soil into the emitter. C model was recommended for detailed studies in relation to the membrane which can be used. The emitter that uses membrane plus protector was suitable to prevent entry of root and soil into them needing to studies about it membrane and a system which its possible to control the flow rate. The Equations proposed for C model can be used in: studies to improve the prototype; estimation of the minimum operation pressure; changing in the membrane diameter; and, to estimate the emitter flow. Keywords: Drip irrigation; Subsurface irrigation; Root intrusion; Technological Innovation; Prototype of emitters

Orientador: Fábio Silveira Nogueira / Resumo: O sistema radicular (SR) é importante pela ancoragem e obtenção de água e nutrientes. Em eudicotiledôneas, como Arabidopsis, o crescimento da raiz primária (RP) é afetado por fitormônios, especialmente pelo balanço entre auxina que controla a divisão celular, e citocinina que modula a diferenciação celular; também, os microRNAs (miRNAs), um sub-conjunto de pequenos RNAs que regulam pós-transcricionalmente seus alvos, regulam o crescimento da RP. O microRNA156 (miR156) e seus alvos, membros da família SQUAMOSA Promoter-Binding Protein-Like (SPL), constituem uma via genética que regula vários processos do desenvolvimento, incluindo desenvolvimento da raíz; porém, durante o crescimento da RP, não foi observado o efeito da via miR156/SPL, e da interação com auxina e citocinina; assim, foi avaliada essa interação durante o crescimento da PR regulado pelo tamanho do meristema da raiz (TMR) em Arabidopsis. Usando ferramentas genéticas e moleculares foi analizada a expressão de genes MIR156 e SPLs, o comprimento da RP, o TMR, as taxas de divisão celular, e as respostas de auxina e citocinina durante o crescimento da RP. Os genes MIR156 e SPLs possuem padrões de expressão opostos. Níveis altos do miR156 (nas plântulas p35S :: MIR156A), leva a menor comprimento da RP, TMR reduzido, menores taxas de divisão celular, respostas mais baixas e altas à auxina e citocinina respectivamente; em contraste, níveis severamente reduzidos do miR156 maduro disponível (nas plantas MIM156) conducem a e... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Doutor

O tomateiro (Solanum lycopersicum L.) é uma das plantas cultivadas de maior importância no mundo, sendo uma das principais hortaliças em importância econômica no Brasil. A murcha-bacteriana é uma doença dentre as mais limitantes para a cultura do tomateiro e o uso de cultivares resistentes à Ralstonia spp. é uma das únicas alternativas para evitar as perdas causadas por esse patógeno. Contudo, existem raríssimos estudos sobre a base genética de genótipos resistentes aos principais isolados de Ralstonia spp. Objetivou-se nesse trabalho estudar parâmetros genéticos da resistência à murcha-bacteriana em linhagens e híbridos usados como porta-enxertos de tomateiro, por meio de abordagens complementares que envolvem desde o ajuste das metodologias para indução artificial da doença, até estimativas das capacidades de combinação e a heterose entre linhagens, visando identificar cruzamentos promissores para o estabelecimento de um programa de melhoramento genético para resistência à murcha-bacteriana em tomateiro para porta-enxertos. Comparando-se quatro métodos de indução da resistência verificou-se que o método da lesão das raízes do torrão com objeto cortante (bisturi) e pulverização de 5 mL da suspensão bacteriana no torrão, comparativamente aos outros métodos avaliados, apresenta fácil execução, requer quantidades reduzidas de suspensão bacteriana e proporciona boas quantidades de plantas de tomateiro com sintomas de murcha-bacteriana, sendo o mais adequado entre os métodos testados. Foi estimada a heterose e capacidade de combinação entre linhagens de tomateiro para um isolado do biovar 2 de Ralstonia solanacearum em estágio de plântulas, em ambiente protegido, e em um solo naturalmente infestado por Ralstonia spp. Entre as linhagens avaliadas, apenas o genótipo Hawaii 7996 apresentou níveis aceitáveis de resistência, sendo necessário encontrar novas fontes de resistência para o início de um programa de melhoramento. Verificou-se que nenhuma das progênies derivadas dos cruzamentos desse estudo apresentaram resistência superior ao parental superior Além disso, foi verificada a importância dos efeitos aditivos e, consequentemente, os cruzamentos de genitores com alta CGC para o caráter e a seleção recorrente seriam as melhores alternativas no melhoramento para resistência à murcha-bacteriana. Finalmente, foram estudados os genitores e seus híbridos, utilizados como porta-enxerto em condições de campo e em ambiente protegido visando o aumento da resistência à murcha-bacteriana causada por Ralstonia spp., e incremento dos parâmetros produtivos de um híbrido comercial utilizado como copa. Verificou-se influência dos diferentes porta-enxertos em caracteres de produção e massa dos frutos e no desenvimento de copa. Caracteres relacionados ao sistema radicular dos porta-enxertos apresentaram heterose em relação aos seus genitores, com efeitos aditivos e não aditivos importantes, mostrando o desempenho das linhagens e sua contribuição para a produção de híbridos superiores. Por fim, este estudo possibilitou o melhor entendimento sobre a base genética da resistência em genótipos de tomateiro que possuem uso potencial como porta-enxertos resistentes à murcha-bacteriana. / The tomato (Solanum lycopersicum L.) is one of the most important cultivated plants in the world, being one of the main vegetables of economic importance in Brazil. The bacterial wilt is one of the most limiting diseases for the tomato crop and the use of resistant cultivars to Ralstonia spp. is one of the only alternatives to avoid losses caused by this pathogen. However, there are very few studies on the genetic basis of genotypes resistant to the main isolates of Ralstonia spp. The objective of this work was to study the genetic parameters of resistance to bacterial wilt in lines and hybrids used as tomato rootstocks, through complementary approaches that range from the adjustment of the methodologies for artificial induction of the disease, to estimates of the combining abilities and heterosis among lines, aiming to identify promising crosses for the establishment of a rootstock genetic breeding program for resistance to bacterial wilt in tomatoes. Comparing four resistance induction methods, it was verified that the method of injuring roots with cutting object (scalpel) and spraying 5 mL of the bacterial suspension in the clod compared to the other\'s methods evaluated, is easiest to perform, requires less amounts of bacterial suspension and provides good amounts of tomato plants with wilt symptoms, being the most suitable among the methods tested. The heterosis and combining ability of tomato lines for a strain of biovar 2 of Ralstonia solanacearum in greenhouse at seedling stage and in soil naturally infested by Ralstonia spp were estimated. Among the lines evaluated, only the Hawaii 7996 genotype showed acceptable levels of resistance, and it is necessary to find new sources of resistance for the beginning of a breeding program. It was verified that none of the progenies derived from the crosses of this study presented superior resistance to the superior parental. In addition, the importance of the additive effects was verified and, consequently, the crossings of parents with high CGC for the character and the recurrent selection would be the best alternatives in the improvement for resistance to bacterial wilt. Finally, we studied the parents and their hybrids, used as rootstocks under field conditions and in a protected environment aiming the increasing resistance to bacterial wilt caused by Ralstonia spp., and increasing of the yield parameters of a commercial hybrid used as a scion. The influence of the different rootstocks was verified in characters of yield and mass of the fruits and in the development of the scion. Characteristics related to the root system of rootstocks showed heterosis in relation to their parents, with important additive and non-additive effects, showing the performance of the lines and their contribution to the production of superior hybrids. Finally, this study allowed a better understanding of the genetic basis of resistance in tomato genotypes that have potential use as bacterial wilt resistant rootstocks.

Dans de nombreux projets de végétalisation, le sol est la principale entrave à l’implantation des végétaux. Il est donc fondamental de connaitre la manière dont les systèmes racinaires se mettent en place dans le sol. La mise en place du système racinaire dans le milieu souterrain correspond à l’expression du patrimoine génétique guidé par les contraintes du sol. A travers ce document nous avons tout d’abord présenté la mise en place des systèmes racinaires des espèces herbacées résultant du patrimoine génétique puis nous avons présenté sa plasticité face à certaines contraintes du sol. Les espèces ne possèdent pas forcément un simple système racinaire mais une combinaison de systèmes racinaires qui se met progressivement en place. Nous présentons dans ce document une typologie et une classification de ces systèmes racinaires selon leur localisation et l’implication de l’organe-support dans la multiplication de l’espèce. Nous nous intéressons aussi à l’effet des contraintes du sol sur la mise en place de l’architecture racinaire : la résistance à la pénétration qui est une contrainte récurrente même dans les terres cultivées et la porosité grossière qui est une contrainte présente dans les sols remaniés. Des expérimentations ont été menées sur une diversité d’espèces herbacées afin de comparer leur architecture racinaire en présence ou non une zone de contrainte. Concernant la résistance à la pénétration, nous retrouvons et généralisons les résultats obtenus par d’autres chercheurs sur d’autres espèces herbacées tels que la diminution du taux de croissance ou l’augmentation du diamètre des racines au niveau de la contrainte. De même, nous retrouvons des traits prédictifs de capacité de pénétration tels que le diamètre apical racinaire et le taux de croissance racinaire et nous mettons en avant la teneur en matière sèche du système racinaire avec une corrélation négative. Concernant la porosité grossière, nous observons un effet sur la croissance racinaire, le diamètre apical racinaire et le développement de primordia lorsque la porosité est très grossière / In many revegetation projects, the soil is the main obstacle to the establishment of plants. It is therefore essential to know how the root systems are set up in the ground. The root systems establishment is the expression of the genetic heritage guided by the constraints of the environment. In this document we first presented the root systems development of herbaceous species resulting from genetic and then we presented its plasticity face to soil constraints. The species do not have a single root system, but a combination of root systems that are implemented gradually. We present here a typology and classification of root systems depending on their location and on the bearing-organ involvement in the vegetative multiplication of the species. We are also interested in the effect of soil constraints on the development of root architecture: the penetration resistance is a recurring stress even in cultivated land and the gross porosity is a stress present in soils reworked. Experiments were conducted on a variety of herbaceous species to compare their root architecture with or without a stress zone. Regarding the penetration resistance, we find and generalize the results obtained by other researchers on other herbaceous species such as the decreasing root growth rate or the increasing root diameter at the level of the stress. Similarly, we find the traits predicting the penetration such as root apical diameter and root growth rates and we highlight the root dry matter content with a negative correlation. Regarding the gross porosity, we observe an effect on root growth rate, root apical diameter and primordia development when the porosity is very gross

A facilidade com que uma raiz pode extrair água do solo é determinada pela condutividade hidráulica do solo e gradiente do potencial energético da água, ambos função do teor de água no solo. Nessa dissertação descreve-se o teste experimental de um modelo de extração e de partição da água do solo pelo sistema radicular de uma planta cujo sistema radicular se divide entre camadas de solo com propriedades hidráulicas contrastantes. O estudo foi conduzido em ambiente protegido com plantas de sorgo (Sorghum bicolor (L.) Moench) cultivadas em lisímetros com dois compartimentos separados fisicamente (splitpot). Quatro desses lisímetros foram construídos, preenchidos com material de dois tipos de solo de diferentes classes texturais (um solo de textura média - AR e outro de textura argilosa - AG). Durante um mês e meio foi aplicado um regime hídrico alternando a irrigação entre os compartimentos. O teor de água nos compartimentos dos lisímetros foi monitorado com TDR e tensiômetros. O material dos dois solos foi analisado conforme metodologia padrão quanto às suas propriedades de retenção e condução da água. A densidade radicular foi determinada por pesagem no fim do experimento, tendo ficado em torno de duas vezes maior no solo AR do que no AG. Foi possível observar que a extração de água ocorreu preferencialmente do compartimento do lisímetro com maior potencial de fluxo matricial. Em certas ocasiões houve transferência de água do lado de maior ao lado de menor potencial de fluxo matricial, com a liberação da água ao solo pelo sistema radicular (hydraulic lift). Em relação ao modelo, para compensar pelo efeito da heterogeneidade da distribuição radicular, da atividade radicular e do contato solo-raiz, incluiu-se um fator empírico f de correção no modelo. O valor de f foi determinado por ajuste numérico procurando-se uma correlação máxima entre modelo e observação nos quatro lisímetros. Para os solos AR e AG, os valores de f assim determinados foram 0,01506 e 0,003713, respectivamente. O modelo testado descreveu razoavelmente bem as observações com a utilização desses valores de f. / Root water extraction is determined by soil hydraulic conductivity and water potential gradients, both dependent on soil water content. In this dissertation the experimental test of a root water extraction and partition model is described for a plant whose root system is divided over soil layers with distinct hydraulic properties. An experiment was conducted in a greenhouse with Sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench) plants growing in split-pot lysimeters containing two physically divided compartments. Four of these lysimenters were built, filled with material from two soils with different texture (a médium textured soil - AR and a clayey soil - AG). During a month and a half a water regime was applied alternating the irrigation among the compartments. The soil water content in the compartments was measured with TDR and tensiometer equipment. Soil hydraulic properties retention and conductivity were analyzed by standard methods. Root density was determined by weighing at the end of the experiment, resulting in values twice as high in soil AR compared to soil AG. It could be observed that water extraction occurred preferentially from the lysimeter compartments with the highest matric flux potential. At certain occasions, water transfer from the compartment with higher matric flux potential to the lower one was observed, transferring water from root to soil (hydraulic lift). Referring to the model, in order to compensate for root distribution heterogeneity, root activity and soil-root contact, an empirical factor f was added to the model. Its value was determined by a numerical fitting procedure aiming the highest correlation between model and observation in the four lysimeters. For soils AR and AG, the values of f determined were 0.01506 and 0.003713, respectively. The tested model described the observations reasonably well using these values of f.