O conhecimento dos teores de metais pesados em solos contribui para a preservação da qualidade dos mesmos e do ambiente e para o gerenciamento de áreas contaminadas por estes elementos. O objetivo geral deste estudo foi a determinação dos teores naturais de metais pesados em solos do Estado do Rio Grande do Sul (RS) (Brasil) e a avaliação dos efeitos da adição de metais em solos e em plantas cultivadas. O estudo foi apresentado em três capítulos. No Capítulo I foi apresentada a revisão bibliográfica, abordando a definição, a origem e a dinâmica dos metais no solo, a contaminação do mesmo por estes elementos, os valores orientadores de qualidade do solo e as legislações para o descarte de resíduos no solo. No Capítulo II foi apresentado o estudo referente à fertilidade natural e aos teores naturais de metais (Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, V e Zn), em valores médios, comparados aos valores de referência de qualidade (VRQs), conforme sugerido pela Resolução CONAMA n° 420/2009, determinados em solos do Estado do RS, amostrados em áreas sem prévia atividade antrópica aparente, em cinco grupos de solos, conforme o seu material geológico de formação. Os teores de P disponível foram médios na maioria dos solos e altos a muito altos em K disponível. As médias da acidez total, da capacidade de troca de cátions e dos teores de óxidos de Fe foram mais altas nos solos desenvolvidos sobre basalto (grupo 1) do que nos outros solos (grupos 2 a 5). Os teores médios de Cd, Co, Cr, Cu, Ni, Pb, V e Zn foram mais altos nos solos formados sobre basalto e os teores médios de Hg foram semelhantes em todos os grupos de solos. Correlações altas e positivas foram observadas entre os metais (à exceção de Cd e Hg) e os atributos argila e Fed e entre Cu e Zn com carbono orgânico. Os VRQs para Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, V e Zn seguiram a mesma tendência dos teores médios de metais. No Capítulo III foi apresentado o estudo referente ao cultivo de plantas (soja e trigo) em solos com diferentes teores de argila com a adição de sais inorgânicos de alguns metais (Cd, Cr, Cu, Ni, Pb e Zn). O rendimento de grãos de soja cultivada após a reaplicação dos metais em solos arenosos diminuiu com a adição da maior dose. O rendimento de matéria seca da parte aérea e de grãos dos dois cultivos de trigo seguintes não foi afetado pela aplicação dos metais. Os teores dos metais na parte aérea das plantas de soja e de trigo, em geral, aumentaram conforme as doses aplicadas, atingido teores tóxicos nos tratamentos com a maior dose de Zn. A translocação dos metais da parte aérea para os grãos dos cultivos foi, em média, alta a muito alta para Cu, Ni e Zn, baixa para Cd e Cr e muito baixa para Pb. A absorção dos metais pelas plantas diminuiu em mais de 90 % para Pb, 71 %, em média, para Cd e Zn e 42 %, em média, para Cr, Cu, Ni em plantas cultivadas em solos com alto teor de argila. / The knowledge concerning heavy metals contents in soils contributes to the preservation of the their quality and the environment, aiming to the management of areas contaminated by these elements. The general aim of this study was the determination of the natural metals contents in soils of the Rio Grande do Sul State (RS) (Brazil) and the evaluation of the metal addition effects in soils and plants grown. The study was presented in three chapters. In Chapter I the bibliographic review of this study was presented, addressing the definition, origin and dynamics of heavy metals, the soil contamination by these elements, the discussing soil quality guiding values for heavy metals and the legislation for the disposal of waste in the soil. In Chapter II, the study of natural fertility and metals contents (Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, V and Zn) was presented, as mean values, compared to quality reference values (QRVs), as suggested by 420/2009 CONAMA Resolution, in soil samples of the RS State, collected in areas without known previous anthropic influence, in five soils groups according to their geological formation material. Average values of available P contents were medium in most soils, being however high to very high for available K. Averages of total acidity, cation exchange capacity and Fe oxides are higher in soils formed over basalt (group 1) than on the other soils. Average metals contents of Cd, Co, Cr, Cu, Ni, Pb, V and Zn were higher in soils formed over basalt and the average contents of Hg were similar for all soils groups. High and positive correlations were observed between the metals (except for Cd and Hg) and the soils attributes clay and Fed and between the metals Cu and Zn with organic carbon. The QRVs for Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, V and Zn followed the same trend as the average metals contents. In Chapter III, the study on the plants grown (soybean and wheat) in soils with different clay contents with the addition of inorganic salts of some metals (Cd, Cr, Cu, Ni, Pb and Zn) was presented. The soybeans grain (first crop) decreased at the higher metal rate application on sandy soils. Dry matter and grain production of the following two wheat crops weren’t affect by the metal application. The metals contents on the soybeans and wheat, in general, increased according to the applied rates, reaching toxic levels in all the treatments at the Zn highest application rate. Metal transfer from the plant dry matter to the grains was on average high to very high for Cu, Ni and Zn, low for Cd and Cr and very low for Pb. Metal absorption by plants decreased by more than 90 % for Pb, 71 % as average for Cd and Zn and 42 % as average for Cr, Cu and Ni, on plants grown on high clay contents soils.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias. Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Alimentos / Made available in DSpace on 2012-10-22T17:18:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 227247.pdf: 1508514 bytes, checksum: 541872d7dacf44483e2ae7347c5b5282 (MD5)

Memoria para optar al título profesional de Ingeniero Agrónomo / En el presente estudio se evaluó el efecto de un ácido húmico sobre algunas propiedades físicas de un suelo Andic Haplohumult cultivado con trigo en la Región de la Araucanía, IX región de Chile. Los tratamientos aplicados fueron un testigo sin enmienda (T0), aplicación de ácido húmico (T1) y una condición nativa en que no se ha intervenido el suelo en un período de tiempo superior a los 15 años (T2). Se realizaron muestreos a dos profundidades (0-10 y 30-40 cm) con cuatro repeticiones, evaluando algunas propiedades físicas del suelo a un mes de la aplicación de la enmienda y a los 6 meses después de ésta. Además, se midieron componentes de rendimiento relevantes para el cultivo del trigo, con el fin de evaluar si las mejoras estructurales que produce el ácido húmico en el suelo, se traducen en aumentos de la biomasa vegetal y el rendimiento de grano. En cuanto a las propiedades físicas de suelo, la aplicación de ácido húmico tuvo efectos positivos sobre la retención de agua, se produjo un aumento en la porosidad, hubo una disminución de la densidad aparente y se originó mayor estabilidad de macroagregados en profundidad (30-40 cm), alcanzando niveles similares al sitio nativo. También existió una mayor producción de biomasa en el tratamiento con aplicación de la enmienda respecto al control sin ella, acompañado por un aumento en el número de granos por metro cuadrado, sin modificar el peso de los granos, lo que se tradujo finalmente en un aumento sustancial, pero no significativo, en el rendimiento del trigo producto de una mejor condición del suelo. Palabras clave:

Com o objetivo de avaliar a biodisponibilidade dos metais Cu, Zn, Cd, Ni, Cr e Pb para as plantas de trigo (Triticum aestivum, L.) e milho (Zea mays, L.), foi conduzido em 1996 um experiment0 em vasos utilizando-se dez solos do estado do Rio Grande do Sul, com adição de diferentes níveis destes metais. As quantidades dos metais absorvidas foram correlacionadas com as extraídas do solo porHC10,l mol L-¹, DTPA 5x10-³ mol L¹", HNO3- HClO4, concentrados, resina CHELEX 100 e por um bioteste com plantas de aveia (Avena sativa, L.). As análises de regressão indicaram que a solução DTPA apresentou coeficientes de determinação estatisticamente significativos e iguais ou maiores que 0,60 para Cd e Zn, nas duas culturas. 0 bioteste foi o mais eficiente para avaliar a biodisponibilidade de Pb, enquanto nenhum dos extratores testados foi adequado para Cr, Ni e Cu, em uma ou ambas as culturas. 0 agrupamento dos solos conforme o teor de argila propiciou aumento dos coeficientes de correlação entre as quantidades de alguns metais absorvidas pelas plantas e as extraídas por HC10,l mol L-¹, DTPA 5x10-³ mol L-¹ e resina CHELEX 100. / In order to evaluate the Cu, Zn, Cd, Ni, Pb and Cr bioavailability to wheat (Triticum aestivum, L.) and corn (Zea mays, L.) crops, a pot experiment was conducted in 1996 with ten Rio Grande do Sul state (Brazil) soils. The metal's amounts absorbed by the plants were correlated with the soil's test values extracted by 0,l mol L-¹ HCl,5x10-³ mol L-¹ DTPA solution, concentrated HN03+HCl04, CHELEX 100 resin and by a biotest in which oats (Avena sativa, L.) was grown. By regression analysis, the DTPA solution showed statistically significant and equal or higher than 0,60 correlation coefficient for Cd and Zn, on both crops. The biotest was the most efficient method to evaluate Pb bioavailability, while none of the tested methods was adequate for Cr, Ni and Cu on one or both crops. Correlation coefficients between the amounts of some metals absorbed by the plants and the HCl, DTPA and CHELEX 100 resin extracted increased when the soils were separated in three groups according to their clay content.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-03-07T17:05:52Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 517235 bytes, checksum: 685f2315f7207ce2170a7a8b3858d032 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-07T17:05:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 517235 bytes, checksum: 685f2315f7207ce2170a7a8b3858d032 (MD5) Previous issue date: 2005-01-20 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O principal objetivo da Agricultura de Precisão é otimizar o uso de insumos, sendo o nitrogênio tema de diversos trabalhos. Esse interesse decorre de seu custo elevado, risco de contaminação ambiental, potencial de resposta das culturas e dificuldade de quantificação de sua disponibilidade no solo. Uma estratégia utilizada para identificar a disponibilidade de nitrogênio no solo é utilizar as plantas como indicadoras, explorando as características espectrais dos pigmentos foliares. Têm sido empregados medidores de clorofila e a medição da reflectância da cultura por meio de radiômetros ou câmeras, porém acredita-se que os sistemas de visão artificial tornem-se a opção mais viável. Poucos trabalhos exploram outras características das imagens como a textura ou a associação de informações de mais de um índice espectral. O objetivo do presente trabalho foi discriminar a necessidade de nitrogênio em trigo a partir da resposta espectral do dossel no visível e no infravermelho próximo, associada ou não a características de textura das imagens do dossel. Outro fator avaliado foi a associação de informações de imagens processadas por mais de um índice espectral em classificadores multivariados. A cultura do trigo foi implantada no campo em parcelas com adubação de plantio uniforme e duas adubações em cobertura, aos 15 e aos 35 dias após a emergência (DAE) totalizando cinco doses (0, 30, 60, 90 e 120 kg de N.ha -1 ). Plantas de trigo foram cultivadas ainda em vasos, submetidas às cinco doses de N aplicadas dois DAE. Imagens foram obtidas utilizando uma câmera digital Duncantech MS 3100, em três épocas no campo: 8, 14 e 20 dias após a adubação em cobertura (DAA) e nos vasos aos 43 DAE. O teor de clorofila foliar foi estimado utilizando-se um medidor de clorofila SPAD 502 e o N foliar determinado por análises laboratoriais. Avaliou-se a relação funcional entre as doses de N aplicadas, os valores SPAD e os valores de N foliar, nas plantas cultivadas no campo e em vasos. As imagens foram processadas obtendo-se nove imagens-índice, sendo quatro combinando as bandas do visível e cinco combinando bandas do visível e o infravermelho próximo. De cada imagem-índice das parcelas foram extraídas a média dos valores dos pixels e cinco medidas de textura (2o, 3o, 4o, 5o e 6o momentos do histograma), formando um vetor de características para cada imagem original. Das imagens dos vasos, processadas com os nove índices, foram criados vetores com a média dos pixels na imagem e a média dos pixels representando folhas. Classificadores estatísticos foram desenvolvidos para discriminar as classes definidas pelas doses de N utilizando para combinações dos nove índices. Os classificadores foram avaliados com a elaboração da matriz de erros com a técnica de validação cruzada deixando uma amostra de fora e cálculo do coeficiente kappa e exatidão global. Os valores SPAD e os valores de N foliar também foram utilizados para desenvolver classificadores e a exatidão da classificação acessada da mesma forma. Nos dois experimentos observou-se variação nos valores SPAD durante o desenvolvimento das plantas, o que dificulta o estabelecimento de valores críticos para identificar a deficiência ou suficiência de N. Utilizando-se os valores SPAD, foram necessários pelo menos 14 DAA para discriminação entre as doses de N. No experimento em vasos, uma discriminação adequada utilizando-se os valores SPAD só foi conseguida aos 27 DAE. Com a utilização das imagens, no campo foi possível discriminar as doses de N aos oito DAA, não se observando benefício pela utilização das características de textura. Aos 14 DAA, não houve diferença significativa entre os classificadores utilizando imagens e os valores SPAD, assim como entre esses e o classificador desenvolvido com os valores de N foliar aos 20 DAA. A associação de características provenientes de diferentes índices espectrais mostrou-se benéfica, uma vez que as melhores classificações foram obtidas com classificadores multivariados. De acordo com os resultados obtidos, verificou-se que é possível nas condições em que o trigo foi cultivado no campo, identificar e corrigir a deficiência de N durante o ciclo da cultura do trigo sem prejuízo à produtividade. / The main goal of Precision Agriculture is to optimize the use of resources, and nitrogen has been the subject of several works. This interest comes from its cost, possibility of environmental pollution, response of the crops and difficulty of measurement of its availability on the soil. One strategy that has been focused is the use of the plants as sensors, taking advantage of the spectral properties of the pigments on the leaves, specially the chlorophyll. Chlorophyll meters and the crop reflectance measurement, using radiometers or cameras, have been used but probably cameras could be the most viable option. However, few works use other features on the images beside the reflectance, as the texture or the use of data extracted from more than one spectral index together. The objective of this work was to study the nitrogen doses discrimination from the spectral response of the wheat dossel on visible and near infrared images, associated or not with texture features. Other factor studied was the features association obtained from images processed with more than one spectral index to develop multivariate classifiers. The wheat crop was grown in plots with uniform base fertilizer and two topdressing N fertilization, at 15 and 35 days after emergency (DAE), reaching five doses (0, 30, 60, 90 e 120 kg of N.ha -1 ). Wheat plants were also grown in pots, with the five doses of N applied two DAE. Images were taken using a Duncantech MS 3100 digital camera, at three stages in the field conditions, 8, 14 and 20 days after topdressing fertilization (DAF) and at 43 DAE in pots. The chlorophyll content of the leaves on the field was estimated using a SPAD 502 chlorophyll meter and the total N content of the leaves was determined on samples at laboratory. The relationship between the N applied, the SPAD values and the N content in the of the plants grown in field and on the pots was evaluated. The images were processed so that nine index images were obtained, four using the visible bands and five using the visible bands and the near infrared band. From each index image were extracted the pixel’s mean value and five texture measurements (2 nd , 3 rd , 4 th , 5 th and 6 th moments of the histogram), so that a vector of features was created from each original image. From the images of the plants in pots, processed with the nine indexes, were created vectors of features with the mean value of the pixels on the image and the mean value of the pixels representing leaves. Statistical classifiers were developed to discriminate the classes defined by the N doses using combinations of the nine indexes. The classifiers were evaluated using the leaving one out cross validation technique, creating the error matrix and the overall accuracy and the kappa index calculation. The SPAD values and the N content were also used to develop classifiers and the accuracy of the classification accessed using the same technique. In both experiments, SPAD values variation was noticed during the growth of the plants, a fact that makes difficult the establishment of critical SPAD values to identify the deficiency or sufficiency of N. When the SPAD values were used, at least 14 DAF were necessary to discriminate between the N doses. In the experiment with pots, a good discrimination using the SPAD values was obtained only at 27 DAE. Using the images, in field condition it was possible to discriminate the N doses at eight DAF with no benefit of the use of texture features. At 14 DAF there was no difference between the classifiers using images and SPAD values. At 20 DAA, there was also no difference between these classifiers and the classifier developed using the N content of the leaves. The association of features from different spectral indexes had shown benefits, since the best results were obtained from multivariate classifiers. It was verified that it is possible to identify and correct the nitrogen deficiency during the growth station without reduction of the productivity of the wheat, on the growth conditions in field condition. / Tese importada do Alexandria

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-05-08T11:53:07Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1108981 bytes, checksum: 49f191f3dbc734cbe88ca54d7a84d39a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-08T11:53:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1108981 bytes, checksum: 49f191f3dbc734cbe88ca54d7a84d39a (MD5) Previous issue date: 1997-12-08 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Nove genótipos de trigo (Anahuac, BH 1146, Trigo BR 10 - Formosa, Trigo BR 26 - São Gotardo, CEP 24 - industrial, EMBRAPA 15, EMBRAPA 16, EMBRAPA 21 e EMBRAPA 22), seus F 1 e recíprocos, constituindo um dialelo completo, foram plantados, em maio de 1995, no campo Experimental do Setor de Agronomia da UFV. A parcela constituiu de duas linhas de 1,0 m, espaçadas por 0,30 m entre linhas e 0,10 m entre plantas. As características avaliadas foram: ciclo (do plantio ao espigamento); altura da planta; número de espigas por planta; número de espiguetas estéreis por planta e por espiga; número de espiguetas férteis por planta e por espiga; número de grãos por planta, por espiga e por espigueta; peso de grãos por planta e de mil grãos; e produtividade por parcela e por hectare. A diversidade genética dos genótipos foi avaliada pela distância generalizada de Mahalanobis, com os genótipos Anahuac e Trigo BR 26 - São Gotardo apresentando a menor distância e os genótipos BH 1146 e Trigo BR 26 - São Gotardo, a maior distância. Pelos agrupamentos, segundo os métodos do vizinho mais próximo e de Tocher, foi possível formar quatro grupos. Os genótipos de trigo irrigado (Anahuac, Trigo BR 10 - Formosa e Trigo BR 26 - São Gotardo) formaram um grupo, enquanto o outro genótipo de trigo irrigado (EMBRAPA 22) formou um grupo isoladamente. Os genótipos mais altos (BH 1146 e CEP 24 - Industrial) formaram um outro grupo, enquanto os genótipos de trigo de estatura intermediária (EMBRAPA 15, EMBRAPA 16 e EMBRAPA 21) formaram o quarto grupo. A dispersão gráfica dos genótipos, assim como suas distâncias, foram apresentadas pela metodologia de Singh (1981). A altura da planta explicou mais de 92% da variabilidade genética existente entre os genitores. Para a análise dialélica, utilizaram-se as metodologias de Hayman (1954) e Griffing (1956). Os efeitos da capacidade geral de combinação foram maiores que os da capacidade específica e os recíprocos, para os caracteres estudados. Os genótipos BH 1146, Trigo BR 26 - São Gotardo e EMBRAPA 22 apresentaram os maiores efeitos positivos da capacidade geral de combinação. Para a maioria dos caracteres estudados, o efeito genético aditivo não foi o mais importante, segundo a metodologia de Hayman (1954). A herança dos caracteres estudados mostrou ser oligogênica. / Nine genotypes of wheat (Anahuac, BH 1146, BR 10 – Formosa, Trigo BR 26 – São Gotardo, CEP 24 – Industrial, EMBRAPA 15, EMBRAPA 16, EMBRAPA 21 e EMBRAPA 22) their F 1 and reciprocals, constituting a complete diallel, were planted on May 1992, on the experimental field of the Agronomic Section of the UFV, Minas Gerais State, Brazil. The plots in the blocks were of 2 lines with 1.0 m, spaced at 0.30 m among lines and 0.10 m among plants. The characters evaluated were: cycle (from planting to hearing), plant height, and number of spikes by plant, number of sterile spikelets by spike and by plant, number of fertile spikelets by spike and by plant, number of grains by plant, by spike; and by spikelet, weight of grains by plant, and of a thousond grains, and productivity by hectere. The genetic diversity of the genotypes were evaluated by the Generalized Distance of Mahalanobis, and the genotypes Anahuac and Trigo BR 26 – São Gotardo presented the shortest distance and the genotypes BH 1146 and Trigo BR 26 – São Gotardo presented the greatest distance. According to the grouping analysis using the closest neighbor method and the Tocher method, it was possible to form four groups. The irrigated wheat genotypes (Anahuac, Trigo BR 10 – Formosa and BR 26 – São Gotardo) formed a group, while the irrigated wheat genotype (EMBRAPA 22) formed a single group. The genotypes with the higher plants (BH 1146 and CEP 24 – Industrial) formed another group and the genotypes of wheat of intermediary height (EMBRAPA 15, EMBRAPA 16 and EMBRAPA 21) formed the fourth and bot group. The graphic dispersion of the genotypes, as well as their distances, were presented according to Singh (1981) methodology. The plant hight explained more than 92% of the genetic variability of the parent plants. For the diallelic analyhsis, the methodologies of Griffing (1956) and Hayman (1954) were used. The general capacity effects of combination were greater than those of the specific capacity, and of the reciprocal, for the studied characters. The genotypes BH 1146, Trigo BR 26 – São Gotardo and EMBRAPA 22 presented the greatest positive effects of the general capacity of combination. For almost all of the studied characters, tha additive genetic effect was not the most important one, according to the methodology of Hayman (1954). The heritage of the studied characters showed to be oligogenic. / Tese importada do Alexandria

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-08-22T11:29:51Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 956629 bytes, checksum: 1096a842439a74fe8b122975f58e42bd (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-22T11:29:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 956629 bytes, checksum: 1096a842439a74fe8b122975f58e42bd (MD5) Previous issue date: 2016-02-23 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Os fungicidas são normalmente aplicados para o manejo da giberela com o objetivo de garantir a produtividade e reduzir níveis de micotoxinas associadas à doença. Vários ingredientes ativos estão disponíveis no Brasil, sendo que os mais comumente recomendados pertencem ao grupo dos inibidores da demetilação (DMI) e benzimidazóis (MBC), ou usados em mistura com fungicidas do grupo das estrobilurinas (QoI). Dada a importância crescente de epidemias de giberela no Brasil, o uso de fungicidas vêm aumentando consideravelmente e, geralmente, duas aplicações têm sido recomendadas. Parcelas de campo em 16 municípios na região de Guarapuava, Sul do Paraná foram monitoradas durante quatro anos (2011 a 2014) e um total de 227 isolados semelhantes a espécies do complexo de espécies de Fusarium graminearum foram obtidos a partir de espigas de trigo sintomáticas. Uma amostra de 173 isolados foi identificada quanto ao genótipo tricoteceno com base em PCR. Entre eles, 67% foram identificados como 15- (A)cetil-desoxinivalenol(DON), 29% do nivalenol (NIV) e 4% como genótipo 3-ADON. Uma amostra de 35 isolados foi selecionada para determinar a concentração dos fungicidas tebuconazol e carbendazim que reduz em 50% do crescimento de micelial (EC 50 ), usando as seguintes doses (0; 0,5; 1,0; 2,0 e 4,0 μg / ml). As medias estimadas de EC 50 , independente do genótipo, foram 0,39 μg/ml (0,0004 a 3,0) e 1,25 μg/ml (0,91 a 2,65) para tebuconazol e carbendazim, respectivamente. As medias de EC 50 foram 1,32 μg/ml e 1,21 μg/ml para carbendazim e 0,58 μg/ml e 0,05 μg/ml para tebuconazol, para os isolados 15-ADON e NIV ou 3-ADON, respectivamente. O teste não paramétrico Kolmogorov-Smirnov mostrou diferença entre os isolados 15-ADON e os NIV+3-ADON quanto ao tebuconazol (P = 0,002), mas não para o carbendazim (P = 0,514). As doses discriminatórias de 1,4 μg/ml e 2,0 μg/ml foram usadas para identificar isolados menos sensíveis à carbendazim e tebuconazol, respectivamente, em toda coleção. Baseado nessas doses, dois isolados menos sensíveis ao tebuconazol e seis isolados menos sensíveis ao carbendazim foram encontrados, sendo todos originários do munícipio de Guarapuava ao longo de três safras e possuem o genótipo 15-ADON. Houve correlação significativa entre os valores de EC 50 dos dois fungicidas (r = 0,45; P = 0,007). Um único isolado apresentou os maiores valores de EC 50 para ambos fungicidas e apresentou uma mutação (R31K) no gene cyp51A. A presença da reduzida sensibilidade e um isolado resistente, reportado pela primeira vez no Brasil, sugerem que a seleção pode conduzir mudanças nas populações com consequências no manejo da doença. Estudos futuros devem se concentrar em atributos de fitness, competitividade e experimentos in vivo para verificar se a eficácia do fungicida é prejudicada na presença de isolados menos sensíveis. Em estudos de controle químico da giberela, resultados sobre a eficácia têm sido inconsistentes e variáveis para um mesmo fungicida. Uma revisão sistemática de estudos de eficácia dos fungicidas pode ser útil para apontar para os produtos mais eficazes e cenários onde a eficácia pode ser melhorada. Os objetivos deste trabalho foram a) revisar sistematicamente estudos de controle químico para o manejo da giberela realizados no Brasil durante os últimos 15 anos (2000-2015), publicados em revistas com e sem corpo editorial e b) conduzir uma metanálise da eficácia de controle e retorno em produtividade de fungicidas selecionados. Uma busca na literatura identificou 18 estudos que relataram a severidade da giberela (o mesmo que índice giberela) para pelo menos um tratamento com fungicida em comparação com um tratamento controle sem o fungicida, e também uma medida da variância amostral do ensaio. Apenas três e dois estudos relataram valores médios de grãos giberelados e deoxinivalenol (DON), respectivamente. Os estudos foram analisados e oito tratamentos com fungicidas, com pelo menos dez entradas foram selecionados para o estudo de metanálise. Foram incluídos os tratamentos com os fungicidas dos grupos: DMI (tebuconazol, metconazol e propiconazol) e MBC (carbendazim) formulados individualmente e uma pré-mistura de DMI + QoI (azoxistrobina + tebuconazol, piraclostrobina + metconazol, trifloxistrobina + prothioconazol e trifloxistrobina + tebuconazol). Foram testadas uma aplicação (×1) e duas aplicações (×2), sendo a primeira na floração plena e a segunda dez dias após. Um modelo metanalítico multivariado foi ajustado para o log das médias para cada fungicida e o tratamento controle de cada ensaio. A diferença nas estimativas médias do log da severidade entre um tratamento com fungicida e o controle foram usadas para calcular a razão de resposta média (R) e então transformadas para porcentagem de controle (C) e porcentagem de retorno em produtividade (P). A média de C e P variou de 48,94 a 70,39% e de 7,41 a 21,29%, respectivamente. Metconazol (×2) teve o melhor desempenho para reduzir a severidade da doença (C = 70,39%) e tebuconazol (×1) em retorno em produtividade (P = 21,29%). Propiconazol foi o menos eficaz entre os DMIs (C = 48,94%), seguido de carbendazim (C = 53,90%). Em geral, os fungicidas mais eficazes resultaram em maior retorno de rendimento. Quando os grupos de fungicidas foram comparados, em geral, os DMIs e as misturas tiveram o melhor desempenho, especialmente em ensaios conduzidos sob elevada pressão da doença (> 7% no tratamento controle). Os resultados mostraram que a eficácia de controle média em estudos brasileiros quando se utiliza duas aplicações são mais elevadas do que quando se utiliza apenas uma aplicação, como relatado em outro estudo de metanálise na América do Norte. Estudos futuros deverão centrar-se no efeito sobre os níveis de DON, especialmente para as misturas, que estão estrategicamente utilizadas para o controle de doenças foliares. / Fungicides are commonly applied for managing Fusarium head blight (FHB) with the aim of protecting yield and improving grain quality, but especially targeting mycotoxin reduction. Several active ingredients are available in Brazil and the most common belong to the demethylation-inhibitor (DMI) and benzimidazoles (MBC) groups, with the former commonly used in mixture with fungicides of the quinone-outside inhibitor (QoI) group. Given the increasing importance of FHB epidemics in Brazil, the use of fungicides is increasing considerably and usually two sprays are recommended. Experimental trials where fungicides have been applied for FHB control were monitored in 16 municipalities at the Guarapuava region, Southern Paraná, during four years (2011 to 2014). A total of 227 isolates resembling those of the Fusarium graminearum species complex were obtained from wheat heads with FHB symptoms. Of those, 173 isolates were assigned to trichothecene genotypes based on PCR assays. A random sample of 35 isolates from 2011 to 2013 was selected to determine the concentration of tebuconazole and carbendazim fungicides that reduces 50% of the mycelial growth (EC 50 ). The following doses were used: 0, 0.5, 1.0, 2.0 and 4.0 μg/ml. In the PCR assays, most isolates (67%) were of the 15-(A)cetyl-deoxynivalenol (DON), 29% of the nivalenol (NIV) and 4% of the 3-ADON genotype. The estimated means of the EC 50 , irrespectively of the genotype, were 0.39 μg/ml (0.0004 to 3.0) and 1.25 μg/ml (0.91 to 2.65) for tebuconazole and carbendazim, respectively. The mean EC 50 were 1.32 μg/ml and 1.21 μg/ml for carbendazim and 0.58 μg/ml and 0.05 μg/ml for tebuconazole, for isolates of the 15-ADON and NIV + 3-ADON isolates, respectively. A Kolmogorov-Smirnov non-parametric test suggested that the sensitivity to tebuconazole of the 15-ADON and NIV+3-ADON isolates were sampled from populations with different distributions (P = 0.002), but not for carbendazim (P = 0,514). Discriminatory doses of the 1.4 μg/ml and 2.0 μg/ml were used to screen for less- sensitive isolates in the whole sample. Based on those doses, two tebuconazole-less sensitive and six carbendazim-less sensitive isolates were found, all were originated from Guarapuava municipality across three growing seasons and possessed the 15-ADON genotype. There was as significant correlation between the EC 50 values of tebuconazole and carbendazim (r = 0.45; P = 0,007). One isolate exhibited the highest EC 50 values for both fungicides and showed a mutation (R31K) in the cyp51A gene. The presence of less sensitive and a resistant isolate reported for the first time in Brazil suggest that selection may drive changes in the populations with impact in disease management. Future studies should focus on the attributes of fitness, competitiveness and in vivo assays to check whether fungicide efficacy is hindered in the presence of resistant isolates. Furthermore, results on fungicide efficacy have been inconsistent and variable for a same fungicide. Quantitative summary of fungicide data available in the country is lacking and could be useful to point to the most efficacious products and scenarios where efficacy can be improved. The objectives of this work were to a) systematically review the peer- and non- peer reviewed literature on chemical control studies for FHB management conducted in Brazil during the last 15 years and b) conduct a meta-analysis of the control efficacy and yield return of selected fungicides. A search in the literature identified 18 studies that reported FHB severity (same as FHB index) for least one fungicide treatment compared to a non-treated check, and also a measure of sampling variance in the trial. Only three and two studies reported mean values of Fusarium-damaged kernels (FDK) and deoxyninvalenol (DON), respectively. Studies were scrutinized and eight fungicide treatments with at least 10 entries were selected for the meta-analysis study. They included DMI (tebuconazole, metconazole and propiconazole) and MBC (carbendazim) fungicide treatments formulated solo and a pre-mix of DMI+QoI (azoxystrobin + tebuconazole, pyraclostrobin + metconazole, trifloxystrobin + prothioconazole and trifloxystrobin + tebuconazole). One (×1) and two applications (×2) were tested, the first at full flowering and the second 10 days later. A multivariate meta-analytic model was fitted to the log of the means for each fungicide and check treatment of the trial. The difference in the mean estimates of the log of severity between a fungicide treatment and the check were used to calculate the mean response ratio represented by percentage control efficacy (C) and percentage yield return (P). Mean C and P ranged from 48.94 to 70.39% and from 7.41 to 21.29%, respectively. Metconazole (×2) performed best to reduce disease severity (C = 70.39%) and tebuconazole (×1) to increase yield (P = 21.29%). Propiconazole was the least efficacious among the DMIs (48.94%), followed by carbendazim (53.9%). In general, the most efficacious fungicides resulted in higher yield return. When fungicide groups were compared, the DMIs and the mixtures performed best in general, especially in trials conducted under high disease pressure (>7% in the check treatment). Results showed that mean control efficacy in Brazilian studies when using two sprays are higher one spray, as reported in other meta-analysis study in North America. Future studies should focus on the effect on DON levels, especially for the mixtures, which are strategically used for the control foliar diseases.

No presente trabalho, avaliou-se os efeitos individuais e combinados de nove enzimas comerciais sobre as propriedades reológicas de massa das farinhas de trigo, com o objetivo de identificar seus efeitos sinérgicos ou antagônicos e as suas concentrações ótimas, como alternativa para substituição de oxidantes químicos no tratamento de farinhas. α-Amilases de origem fúngica (AMY-F), bacteriana (AMY-B) e maltogênica (AMY-M), xilanases fúngica (XYL-F) e bacteriana (XYL-B), glucose oxidase (GOX), lacase (LAC), lipase (LIP) e transglutaminase (TG) foram testadas em dois tipos de farinha: uma farinha forte padrão (farinha A) e uma farinha fraca comum (farinha B). Inicialmente, as enzimas foram adicionadas individualmente na farinha onde, seus efeitos sobre Falling Number (FN), farinografia e alveografia, foram avaliados variando-se suas concentrações de 25 - 833 U.kg-1, a fim de se identificar as faixas de concentração ideais de cada uma delas. Identificou-se que as α-amilases afetaram principalmente as propriedades farinográficas, reduzindo a capacidade de absorção de água (WA) e tempo de estabilidade (ST) das massas. Para o ajuste de FN, AMY-B (150 U.kg-1) foi mais eficiente que AMY-F (583 U.kg-1) e AMY-M (583 U.kg-1). As xilanases melhoraram o valor de W (10-4 J) e razão P/L, sendo que em todos os testes XYL-B foi mais eficiente do que XYL-F. Na concentração de 25 U.kg-1, GOX e LAC melhoraram o ST, razão P/L e valor de W; no entanto, aumentaram o tempo de desenvolvimento (DT) das massas. LIP (150 U.kg-1) promoveu a melhora no W e DT, enquanto que TG não apresentou efeitos significativos na maioria dos parâmetros avaliados. A partir disso, os efeitos combinados das enzimas foram avaliados através de dois planejamentos experimentais sequenciais. Para farinha A, a combinação enzimática ótima foi AMY-B (166 U.kg-1), AMY-M (133 U.kg-1), XYL-B (150 U.kg-1), GOX (8 U. kg-1) e LIP (150 U.kg-1). Identificou-se um efeito sinérgico entre XYL-B e GOX na melhoria do W e razão P/L. Para a farinha B, a combinação enzimática ótima foi AMY-B (150 U.kg-1), LIP (150 U.kg-1), GOX (100 U.kg-1) e LAC (200 U.kg-1), sendo que GOX e LAC apresentaram um efeito cooperativo, quando usadas em concentrações opostas. As combinações enzimáticas foram mais eficientes do que a azodicarbonamida, cujo efeito, mesmo na concentração máxima (40 ppm) permitida pela legislação, não melhorou os parâmetros reológicos das massas. Foi demonstrado que é possível a substituição de oxidantes químicos por enzimas para o tratamento de farinhas, a fim de melhorar a reologia das massas, mesmo para uma farinha fraca, tornando-a adequada para panificação. / In the present work, it was evaluated the individual and combined effects of nine commercial enzymes on the rheological properties of dough wheat flour, aiming to identify synergistic and antagonist effects between the enzymes and their optimal concentrations as substitutes of chemical oxidants. Fungal (AMY-F), bacterial (AMY-B) and maltogenic (AMY-M) -amylases, fungal (XYL-F) and bacterial (XYL-B) xylanases, glucose oxidase (GOX), laccase (LAC), lipase (LIP) and transglutaminase (TG) were tested in two types of flour: standard strong flour (flour A) and common weak flour (flour B). Initially, Falling Number, farinography and alveography analysis were carried out varying the enzymes concentrations from 25 to 833 U.kg-1, to identify the ideal ranges of each of them to improve the rheological characteristics of dough wheat flour. It was identified that α-amylases affected mainly the farinographic properties, reducing the water absorption (WA) and stability time (ST). AMY-B was the most effective enzyme for setting the FN, requiring 150 U.kg-1, while for AMY-F and AMY-M it was necessary 583 U.kg-1. In all tests, XYL-B was more efficient than XYL-F, but both improved the W (10-4 J) value and P/L ratio. At 25 U.kg-1, GOX and LAC had important improves on the ST, P/L ratio and W value, however increased undesirably the development time (DT). LIP (150 U.kg 1) promoted the improvement in W value and DT, while TG had not significant effects on most of the evaluated parameters. After that, the combined effects of enzymes were evaluated through two sequential experimental designs. For flour A, the optimal combination of enzymes was AMY-B (166 U.kg-1), AMY-M (133 U.kg-1), XYL-B (150 U.kg-1), GOX (8 U.kg-1) and LIP (150 U.kg-1). It was identified a synergistic effect between XYL-B and GOX to improvement of W value (10-4 J) and the P/L ratio. For the flour B, the optimal combination of enzymes was AMY-B (150 U.kg-1), LIP (150 U.kg-1), GOX (100 U.kg-1) and LAC (200 U.kg-1). GOX and LAC presented a cooperative effect, when they were used at opposite concentrations. The enzymes mixtures were compared with chemical oxidant azodicarbonamide, and, even at the maximum concentration (40 ppm) allowed by Brazilian Health Surveillance Agency, the enzyme mixture was more effective. It was demonstrated that it is possible to perform the complete substitution of chemical oxidants by enzymes in order to adequate and improve the rheological parameters of dough wheat flours, even for a weak flour, making it suitable for bakery.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Alimentos, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T21:23:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 331908.pdf: 17050869 bytes, checksum: 6b0bc4277302ca44fd821c433fdec63e (MD5) Previous issue date: 2014 / O trigo em grãos (Triticum aestivum L.) é uma cultura altamente consumida pela população diariamente, sendo matéria prima para produção de farinhas, massas, produtos de panificação e culinária em geral. As regiões produtoras de trigo em grãos no Brasil e no mundo se concentram principalmente nas zonas de clima temperado, onde o excesso de chuvas, aliado à temperaturas elevadas, favorecem o aparecimento de contaminantes no trigo, tais como insetos, fungos e micotoxinas. Para o controle destes contaminantes, a aplicação de agrotóxicos pode ser realizada tanto no campo quanto durante o armazenamento dos grãos, no entanto, se isto ocorrer de maneira inapropriada, também pode tornar-se um problema de contaminação, quando levado em consideração a persistência dos resíduos de agrotóxicos neste alimento. Além disso, muitos destes contaminantes são resistentes ao processo de moagem e aquecimento no processamento e permanecem nos subprodutos do trigo, e por isso, podem entrar na cadeia alimentar de animais e humanos diretamente. Diante deste contexto, o objetivo foi estudar estratégias de controle e descontaminação do trigo (Triticum aestivum L.) em grãos com relação à fungos, micotoxinas e resíduos de agrotóxicos, utilizando compostos químicos e ozônio gasoso. Os grãos de trigo integral utilizados na pesquisa apresentaram importantes espécies fúngicas (Fusarium graminearum, Fusarium verticillioides, Penicillium citrinum, Aspergillus flavus e Aspergillus parasiticus), sendo que 47,2% das amostras apresentaram contaminação por deoxinivalenol (DON), principal toxina produzida por F. graminearum e uma das mais encontradas em grãos de trigo mundialmente. Com relação a descontaminação por compostos químicos, estes foram testados frente a importantes cepas fúngicas encontradas no trigo. Nos estudos in vitro, os melhores resultados encontrados para as nanopartículas de ouro foram com as cepas de F. verticillioides e A. flavus. Já as nanopartículas de zinco e outros compostos de zinco, como óxido, sulfato e perclorato de zinco, apresentaram resultados significativos na inibição de F. graminearum e P. citrinum e na redução das micotoxinas DON, aflatoxina (AFB1) e citrinina (CTR), sendo que algumas foram reduzidas totalmente por alguns dos compostos testados. Em adição, alterações no metabolismo celular dos fungos foram observados na produção de conídios e formação das hifas, auxiliando na compreensão do mecanismo de ação destes compostos frente aos fungos e na formação das micotoxinas. Nos estudos in vivo, realizados sobre as plantas de trigo, os compostos demonstraram eficiência no controle do crescimento de F. graminearum e na formação de DON durante o cultivo das plantas de trigo. Além disso, a concentração de zinco aplicada nos grãos de trigo permaneceu dentro dos níveis recomendados internacionalmente para o consumo diário de zinco e em adição, nenhuma alteração morfológica nos grãos foi observada após o tratamento. Diante dos resultados encontrados, podemos concluir que novas estratégias de controle com estes compostos, especialmente os de zinco, juntamente com o tratamento convencional e as medidas preventivas, poderiam reduzir o crescimento de fungos e formação das micotoxinas, frequentemente encontradas nos grãos de trigo. Com relação a descontaminação por gás ozônio em estudos in vitro, este mostrou eficiência na redução de fungos, especialmente F. graminearum e P. citrinum, e em adição apresentaram maior sensibilidade quanto a germinação dos conídios, alterações morfológicas, mortalidade e aumento da produção de espécies reativas de oxigênio nas hifas. Nos estudos in vivo, realizado nos grãos de trigo, o gás ozônio mostrou ser efetivo na inibição do crescimento de F. graminearum, A. flavus e P. citrinum e também na degradação das micotoxinas DON, aflatoxinas (AFB1, AFB2, AFG1 e AFG2) e CTR produzidas por estes fungos. Em adição, o gás ozônio demonstrou potencial na degradação dos resíduos de agrotóxicos, especialmente os inseticidas fenitrotiona e deltametrina, utilizados frequentemente nos grãos de trigo armazenados para evitar a proliferação de insetos. Além disso, análises físico-químicas do trigo em grãos, tais como: conteúdo de carbonil e carboxil, difração de raio-X, peroxidação lipídica, análise de proteínas, análise da microestrutura e por fim a germinação das sementes não foram alteradas após o tratamento nas concentrações eficientes para a redução dos contaminantes estudados. Neste sentido, o gás ozônio que tem vantagens de ser internacionalmente reconhecido como seguro, além de não deixar resíduos nos alimentos, pode ser um método promissor de descontaminação a ser aplicado nas indústrias e unidades armazenadoras durante o período de armazenamento dos grãos de trigo, a fim de reduzir a contaminação e garantir a segurança do alimento e do consumidor.<br> / Abstract : Wheat (Triticum aestivum L.) is a crop daily consumed by the population and raw material for the production of flour, pasta, bakery products and cooking in general. Wheat producing regions in Brazil and in the world are concentrated mainly in the temperate zones, where excess rainfall, together with high temperatures induce the appearance of contaminants in the wheat, such as insects, fungi and mycotoxins. To control these contaminants, pesticide application can be performed both in the field and storage grains, however, if occur inappropriately, it can also become a problem of contamination, when taken into account the persistence of food pesticide residues. Moreover, some these contaminants are resistant to milling and heating process and remain in the processing of wheat by-products, and therefore may enter the food chain of animals and humans directly. In this context, the aim of this study was to evaluate the control strategies and decontamination of wheat grain with respect to fungi, mycotoxins and pesticide residues using chemical compounds and ozone gas. The whole wheat grains used in the study showed the presence of important fungal species (Fusarium graminearum, Fusarium verticillioides, Penicillium citrinum, Aspergillus flavus and Aspergillus parasiticus) and 47.2% of the samples were contaminated with deoxynivalenol (DON), main toxin produced by F. graminearum and one of the most found in wheat grains worldwide. With respect to the decontamination using chemical compounds, in vitro studies showed that the best results for gold nanoparticles were found to F. verticillioides and A. flavus strains. Since zinc nanoparticles and zinc compounds such as zinc oxide, sulfate and perchlorate, showed significant results to F. graminearum and P. citrinum inhibition and mycotoxins DON, aflatoxin (AFB1) and citrinin (CTR) reduction, being that some of the tested compounds mycotoxins were completely reduced. In addition, changes in cell metabolism of fungi were observed in terms of conidia production and hyphae formation, helping to understand the action mechanism of these compounds toward fungi and mycotoxins formation. The in vivo studies conducted on wheat plants, showed that the compounds were efficient to inhibit F. graminearum growth and DON formation reduction during cultivation. Moreover, the zinc concentration applied to the wheat grains remained within the internationally recommended zinc daily intake and additionally as well morphological changes were not observed in the grains after treatment. Considering the results, we conclude that new control strategies with these compounds, especially for zinc compounds, together with conventional treatment and preventive measures could the fungal growth and mycotoxin formation reduction, often found in wheat grains. Regarding to ozone gas decontamination in vitro studies, they showed efficiency on fungi reduction, particularly to F. graminearum and P. citrinum and a higher sensitivity for conidia germination, morphological changes, mortality and increase of reactive oxygen species production in the hyphae. In studies in vivo conducted in the grains wheat, demonstrasted tha ozone gas was effective on F. graminearum, A. flavus and P. citrinum growth inhibition and also in the DON, aflatoxins (AFB1, AFB2, AFG1 and AFG2) and CTR degradation. In addition, ozone gas showed potential in the degradation of pesticides residues, especially fenitrothion and deltamethrin insecticides, commonly used in wheat grain stored to prevent the insects proliferation. Besides, physical and chemical analysis of wheat grain, such as carboxyl and carbonyl content, X-ray diffraction, lipid peroxidation, protein analysis, microstructural analysis and finally seed germination did not were changed after treatment at concentrations effective for the contaminants reduction. In this sense, since ozone gas is internationally recognized as safe and does not leave residues in food, could be a promising method of decontamination in industries and storage units during the wheat grain storage, in order to avoid contamination and ensure security of food and consumer.

O Brasil é o segundo maior produtor de inoculantes do mundo e possui uma das legislações mais rigorosas para qualidade de inoculantes, entretanto com o grande desenvolvimento de novas estirpes e produtos, novas metodologias de análise dos produtos devem ser pesquisadas visando melhor qualidade e praticidade. A utilização de métodos de análise de perfis genômicos, direto do produto inoculante, para a caracterização dos microrganismos recomendados para inoculação no País foi o objetivo do presente estudo. Foram utilizadas as quatro estirpes recomendadas para soja, duas recomendadas pra milho/trigo e vinte produtos inoculantes com misturas dos referidos microrganismos, em diversas formulações. As estirpes isoladas, suas misturas e os inoculantes foram caracterizados quanto ao melhor tipo de extração de DNA, coloração do gel de agarose e através de técnicas moleculares, com análise da distribuição dos elementos repetitivos BOX e ERIC, de oligonucleotídeos iniciadores específicos para bradirrizóbios e eletroforese em gel com gradiente desnaturante (DGGE). Os resultados obtidos mostram que a extração realizada com kit apresenta maior concentração de DNA extraído e melhor qualidade, quando comparada às demais. A coloração dos géis de agarose foi padronizada para utilização do corante Blue green. As análises com a técnica de DGGE permitiu a identificação das estirpes recomendadas para soja dentro do produto inoculante. / Brazil is the second largest producer of inoculants in the world and has one of the more stringent law´s quality, however with the development of new strains and products, new methodologies for analyzing the products should be investigated in order to better quality and practicality. The use of methods of analysis of genomic profiles, direct from the product, for the characterization of microorganisms recommended for inoculation in the country was the aim of this study. Four strains recommended for soybean, two recommended to corn / wheat and twenty inoculant products with mixtures of such microorganisms, in various formulations, were used for the tests. The methodology of analysis of the isolated strains, inoculants and their mixtures were characterized as the best type of DNA extraction, staining of the agarose gel and using molecular techniques to analyze the distribution of consensus elements BOX and ERIC primer specific for bradhyirizobia and electrophoresis in denaturing gradient gel (DGGE). The results show that the extraction performed with kit has a higher concentration of DNA extracted and better quality when compared to the other. The staining of agarose gels has been standardized for use of the Blue green dye. The DGGE technique allowed the identification of the strains recommended for soybean inoculant into the product.